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壳寡糖在食品中的应用

2021-07-29 09:35:36

1果蔬保鲜微生物滋生和氧化变质是影响

食品货架期的主要因素,食品防腐技术在化学防腐剂的作用下已经取得了一定的突破,然而,随着消费需求的增加,消费者更青睐于不含化学防腐剂的食品,因此,天然防腐剂引起了人们的关注。壳寡糖的二级结构呈网状(图1),可有效地锁住水分子,且分子中的极性基团可与水分子形成相互作用,影响水的活度和流动阻力,因此壳寡糖有良好的吸湿保湿性,且抗菌效果显著[14-15]、抗氧化性突出[16],兼备抑制呼吸作用、提高果蔬防御机制,是性能优良的天然食品防腐保鲜剂。


邓丽莉等发现,以1.5%浓度的壳寡糖处理柑橘果实后,柑橘贮藏期的品质可得到有效的保持,发病率降低[17]。姚评佳等合成了一种壳寡糖基聚合物,测试结果显示,1%、2%的此聚合物溶液对芒果有良好的保鲜作用,贮存17d后,芒果的可滴定酸含量、可溶性固形物、VC、失重率、好果率优于未处理的芒果[18]。陈奕兆等发现,2%壳寡糖涂膜可有效地抑制PPO酶的活性,减缓水蜜桃的褐变,为缓解壳寡糖成膜性的不足,以适当的比例加入PVP可制得效果良好的保鲜膜[19-20]。

2.2功能性食品

由于壳寡糖具有许多独特生理功能,安全无毒,中性条件下可溶,可作为功能性食品[21-23]。

通常来说,益生元是寡糖,故壳寡糖也能成为益生元用于功能食品中。研究表明,DP2-8的全脱乙酰基壳寡糖对双歧杆菌和乳酸菌的生长有促进作用[24]。将壳寡糖制成微胶囊放入牛奶中可以加入商业健康奶制品中,且加入后不会影响产品的物理和感官特性,然而,如何进一步提高降胆固醇牛奶的物理和感官特性,以及研发其他类似的降胆固醇产品还需进一步探索[25]。多项研究表明[26-28],壳寡糖在动物试验中通过诱导细胞凋亡和激发免疫系统活性可抑制肿瘤的生长,并建议将壳寡糖用于抗肿瘤食品中。在动物试验中,研究者们通过研究小鼠的股骨力和粪便中钙含量发现,DP3-7的壳寡糖可以增加钙的吸收、减轻小鼠骨质疏松,壳寡糖还被发现在体外中性环境中可抑制不溶性钙盐的形成[29]。壳寡糖可与脂肪酸、甘油三酯形成络合物,从体内排除、减少人体获取的热量,达到瘦身的目的[30],因此壳寡糖可应用在减肥瘦身、排毒养颜、免疫调节等功能性饮料中。Cho等发现,壳寡糖能激发线粒体的活性降低疲劳感,有望用于抗疲劳食品[31]。赵玉清等对壳寡糖功能食品的安全性做了评价,证明壳寡糖功能食品安全、无毒[32]。目前我国上市的壳寡糖保健品有奥利奇善壳寡糖胶囊等。

2.3食品配料

英美两国已经全面开展壳寡糖科学研究,在日本寡糖经临床实践后,被定位于唯 一可以宣传功效的保健食品并强制性地作为一种食品添加剂。2014年,我国卫计委办公厅拟批准壳寡糖为新食品原料。

壳寡糖具有明显的抑菌功效,可以在调味品等食品中作为天然防腐产品替代苯甲酸钠等化学防腐剂。当原料奶中添加0.24%或0.48%的寡糖混合物在4℃保存12d后,其嗜热菌和嗜冷菌数至少降低3个数量级,pH的变化很小,原料奶在4℃环境下的保质期至少延长4d[33]。研究发现,壳寡糖和溶菌酶结合起到了协同效应,能更有效地抗革兰氏阴性菌,将此混合物用于肉类储存中,能完全消除大肠杆菌,荧光假单胞菌和芽孢杆菌,在冷藏环境中肉末的货架期能延长15d[34]。壳寡糖加入豆腐中,对豆腐水分含量、产量、色度和浊度等理化性没有影响,然而,却让豆腐有更低的硬度和较小的蛋白质聚集体,除了有一点苦味外,壳寡糖不影响豆腐的其他感官特性[35]。在传统腌菜腌制中添加壳寡糖,对大肠菌群有更好的抑制作用,感官优于采用传统腌渍方法得到的酸菜[36]。壳寡糖具有柔和的甜味,可作为食品添加剂改善食品的结构、口感,提高食品的保水性能等。作为饲料喂养动物,壳寡糖可以促进动物的生长,改善动物肠道健康,减少动物疾病,进一步提高肉源性食品的品质。

3·应用前景展望

壳寡糖作为国家重点扶持项目,已经成为研究者研究的热点,但在目前的国内市场上,真正面世的壳寡糖产品并不多,制约了壳寡糖的大规模应用。2013年1月21日,用微波辐射技术把高分子壳聚糖加工成水溶性低分子的壳寡糖的技术实现突破,该技术工艺先进、工序简单、环保节能,生产成本和再生产成本低,产品纯度高,2014年该项目进入中试阶段。随着壳寡糖制备方法的成熟和作为新的食品配料被提上日程,壳寡糖将在食品中具有更广阔的应用前景。与此同时,确定不同类别食品适用的壳寡糖的分子范围、大规模生产适合各类食品应用的特定分子范围的壳寡糖、确定壳寡糖的作用机制、壳寡糖加入后食品的口感影响及改善问题,制定壳寡糖作为食品添加剂的限量指标,拓展壳寡糖在食品中的应用有待进一步研究

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