文档介绍：羧甲基甲壳素在水果保鲜上的应用

(理学院应用化学系应用化学专业黄丽欢)
(学号:1999141210)

内容提要:本文研究一种新型水溶性甲壳素衍生物—羧甲基甲壳素( O6CMCH)对猕猴桃
和杨桃的保鲜性能。研究结果表明:常温下,该产品可以延长猕猴桃和杨桃的保鲜时间,有
助于提高其商品价值和加工品质;而且添加了防腐剂和增塑剂的 2%O6CMCH 溶液的保鲜效果
更显著。
关键词:甲壳素、羧甲基化、猕猴桃、杨桃、涂膜保鲜
教师点评:该毕业论文研究了羧甲基甲壳素对猕猴桃和杨桃的涂膜保鲜性能。结果表明
在常温下添加了防腐剂和增塑剂的羧甲基甲壳素可以延长猕猴桃和杨桃的保鲜时间。论文应
用正交试验方法分别得出最佳保鲜剂配方,并且对保鲜膜结构进行了扫描电镜分析。
黄丽欢同学专业基础知识扎实,具有较强的分析问题解决问题的能力和较好的综合素
质。该论文文献查阅充分,实验工作量大,数据翔实,条理清晰,表达合理,结论可靠,具
有较高的应用价值及一定的理论价值。(点评老师:汤皎宁,教授)

甲壳素又名甲壳质、几丁质,英文名 Chitin,大量存在于虾、蟹等海洋节肢动物的甲壳
中,也存在于低等动物菌类、昆虫、藻类的细胞膜和高等植物的细胞壁中,分布极其广泛,
是一种蕴藏量仅次于纤维素的天然可再生资源物质。甲壳素的化学名称为(1,4)-2-乙酰
氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,它是通过β-1,4 糖苷键相连的线性生物高分子,相对分子质
量通常在几十万至几百万之间。甲壳素的化学结构与纤维素很相似,也是一种天然多糖,它
们之间的差别在于长链上的每个葡萄糖单元上的 C-2 上所接的基团,所接基团为乙酰胺基
[1]
(-NHCOCH3)的是甲壳素,所接基团为羟基(-OH)的是纤维素,见图 1。

甲壳素纤维素
甲壳素原料丰富,制备简单,目前工业上制备甲壳素的主要原料,是水产加工厂废弃的
虾壳和蟹壳。动物甲壳中的甲壳素一般与蛋白质及碳酸钙紧密结合在一起成为一种络和体,
因此制备甲壳素实际是使钙盐、蛋白质和甲壳素分离。一般方法是:虾、蟹甲壳粉碎、水洗
去蛋白质等粘附杂质后,用稀盐酸浸泡溶去碳酸钙,再与稀氢氧化钠加热除去结合蛋白,经
过水洗、干燥得甲壳素。甲壳素经浓氢氧化钠加热处理,脱去乙酰基得壳聚糖。其流程如下:
[2]

粉碎水洗 3%~10%HCl 水洗 3%~10%NaOH 水洗
虾蟹壳净壳
1
浸泡 30min~2、3 天至中性 70~100℃,30min~6h 至中性

KmnO NaHSO3 干燥 40%~50%NaOH 水洗 4
壳聚糖壳
脱色漂白甲壳素煮沸
倨贪

甲壳素的分子一般排列在高度结晶的微纤维的晶格之中,根据其晶体结构可分为α、β、
γ三种类型,其中α型最稳定,是自然界最常见的一种结构。由于甲壳素中乙酰氨基的存在,
甲壳素分子间存在着-O⋯ H-O-型及-O⋯ H-N-型氢键的强烈作用,因而在溶剂中溶解能力极
差。除二甲基乙酰胺/氯化锂、六氟丙酮和三氯乙酸的混合溶剂外,几乎不溶于其他的有机
溶剂和稀酸、稀碱中,这极大地限制了其应用范围。目前对于甲壳素研究主要集中在其衍生
物方面。[1]
甲壳素在甲壳素酶类作用下或用其它化学方法可产生一系列甲壳素衍生物。甲壳素分子
中的羟基和氨基容易进行化学改性,引进多功能基团,这样不但改善其溶解性,而且可以改
变物化性质,从而赋予它们更多的特殊功效。其常用的改性是酰基化、醛亚胺化、硫酸酯化、

羟乙基化、羧甲基化等。这里主要讨论水溶性羧甲基甲壳素(O6CM-CH)。
[3]
甲壳素在碱性条件下可与氯乙酸反应,在 C6 的-OH 基中导入-CH2COOH 基,生成
O-羧甲基甲壳素(O6CM-CH),使其既能溶于水中,又能溶于碱中,成为水溶性电解质。
CM-CH的研制开发,为甲壳素的应用开拓了更广阔的前景,这主要是 CM-CH 具有优良
的性能:[4]
1) 水溶性取代度大于的 CM-CH 易溶于水,取代度愈高,水溶性愈好,其溶液的透
明度也愈好。
2) 保湿性 CM-CH上的羧基及胺基是亲水基团,有较强的吸水性,%的 CM-CH 溶液
的吸湿度与 20%的丙二醇相当溶液的粘度恒定。含有少量的水溶性甲壳素就有很高的
保湿性,其性能与透明质酸相当。
3) 成膜性 CM-CH有较好的成膜性,其膜具有光泽,透明而柔韧,并有较好的透气性。
4) 高分子性能对胶体有稳定作用,有增稠及凝胶的作用和气泡稳定作用。
5) 安全无毒性 CM-CH安全、无毒。
甲