新型壳聚糖衍生物的制备、表征及其保鲜、抗氧化性研究
壳聚糖是一种具有独特理化性质的天然大分子碱性多糖，具有良好的吸水性、保湿性、成膜性、增稠性、凝胶性等，将其用于食品保鲜不会产生毒副作用，且其具有的抗氧化性能对人体起到保健功能。但是壳聚糖本身由于其自身一些水溶性差，单独成膜保鲜性能不高等缺点使其应用范围受到限制。本研究通过壳聚糖与其他天然药品复合涂抹增强果蔬保鲜特性;通过对壳聚糖基团进行修饰，得到了具有优良性质的香茅醛壳聚糖席夫碱、乙基香草醛壳聚糖席夫碱、对甲基苯甲酰壳聚糖、对甲氧基苯甲酰壳聚糖、对甲基苯甲酸壳聚糖酯、对甲氧基苯甲酸壳聚糖酯，并对衍生物的保鲜、抗氧化性能进行研究。 本文研究了壳聚糖与苯甲酸钠、山梨酸钾复合成膜对水果的保鲜影响;研究了壳聚糖与海藻酸钠对水果进行双层涂抹的保鲜影响;研究了壳聚糖与醛类缩合后对果蔬的保鲜效果;通过水果失重率、含糖量、Vc含量、含酸量等随时间的变化评价壳聚糖对水果保鲜效果的影响;研究了壳聚糖与苯环酸类合成衍生物的合成路线。经过红外光谱分析、XRD衍射等手段验证了产品的化学结构;通过元素分析计算出产物取代度，通过热重分析得到产物热稳定性能;通过测衍生物对DPPH自由基、羟基自由基清除能力及还原能力大小，评估了其抗氧化能力的强弱，并通过对比研究了不同样品抗氧化能力的差异。得到的主要结论如下: 1、壳聚糖衍生物的制备及结构表征 (1)壳聚糖分别与香茅醛和乙基香草醛在超声波辅助下进行反应，分别得到香茅醛壳聚糖席夫碱、乙基香草醛壳聚糖席夫碱，经过红外光谱分析、XRD衍射等手段验证了产品的化学结构。通过元素分析计算出产物取代度，香茅醛与壳聚糖在反应温度为70℃，反应时间10h，反应物配比1∶6，取代度92.3％。热稳定性在320℃之前高于壳聚糖，320℃之后低于壳聚糖。乙基香草醛与壳聚糖反应温度为80℃，反应时间10h，反应物配比1∶6，条件下取代度达62.1％，热稳定性高于壳聚糖。 (2)壳聚糖分别与对甲基苯甲酰氯，对甲氧基苯甲酰氯反应生成对甲基苯甲酰壳聚糖和对甲氧基苯甲酰壳聚糖，经过红外光谱分析、XRD衍射等手段验证了产品的化学结构。通过元素分析计算出产物取代度。在60℃，反应时间为4h，反应物配比为1∶2条件下，对甲基苯甲酰壳聚糖、对甲氧基苯甲酰壳聚糖取代度分别为14.3％和16.7％。 (3)壳聚糖在氨基受保护的前提下，分别与对甲基苯甲酰氯、对甲氧基苯甲酰氯合成了对甲基苯甲酸壳聚糖酯和对甲氧基苯甲酸壳聚糖酯。通过FT-IR分析法、XRD分析法验证了了衍生化产物的结构。通过元素分析法计算出取代度。在70℃，反应时间为6h，配比为1∶2时对甲基苯甲酸壳聚糖酯和对甲氧基苯甲酸壳聚糖酯取代度分别达到23.6％和26.8％。 2、壳聚糖的果蔬保鲜性能 (1)壳聚糖与山梨酸钾，苯甲酸钠等复合成膜对葡萄的保鲜研究表明:1％壳聚糖与1％苯甲酸钠复合涂抹具有最好的降低葡萄失重率，保持葡萄Vc含量和减缓葡萄含酸量下降的效果;而1％壳聚糖，1％苯甲酸钠和1％山梨酸钾复合涂抹具有最好降低葡萄腐烂率的效果。而对砂糖桔的保鲜测试表明:1％壳聚糖与1％苯甲酸钠组具有对砂糖桔最好的降低腐烂率，保持Vc含量的效果;而1％壳聚糖具有最好的降低砂糖桔失重率的效果。 (2)壳聚糖与海藻酸钠对圣女腐烂率果的双层涂抹研究表明:相比于对照组壳聚糖与海藻酸钠双层涂抹对圣女果具有较好的降低失重率，降低腐烂率和Vc含量的效果;而壳聚糖组具有较好的保持圣女果含酸量的效果 (3)壳聚糖及其衍生物香茅醛壳聚糖席夫碱、乙基香草醛壳聚糖席夫碱的复合涂抹对樱桃的实验表明:1％壳聚糖与1％香草醛复合涂抹具有最好的降低樱桃失重率，降低樱桃腐烂率的效果;1％壳聚糖与1％香茅醛具有更好的保持樱桃Vc含量的效果;而1％壳聚糖具有最好的保持樱桃含酸量的效果。 3、壳聚糖及其衍生物的抗氧化性能研究 通过壳聚糖与其六种三类衍生物对清除DPPH、清除羟基自由基及还原能力的测试研究表明:各样品的抗氧化活性随着样品浓度的增大而增大;六种衍生物中，不同类衍生物对其抗氧化能力有很大影响，酯化壳聚糖衍生物具有高于其他衍生物的抗氧化能力，其次是酰化壳聚糖衍生物，最后是席夫碱衍生物;相同取代基在壳聚糖不同位置对还原能力有影响，酯化产物大于酰化产物;相同类型衍生物不同取代基壳聚糖的抗氧化能力不同，对甲基苯甲酸壳聚糖酯大于对甲氧基苯甲酸壳聚糖酯，对甲基苯甲酰壳聚糖大于对甲氧基苯甲酰壳聚糖酯，香茅醛壳聚糖席丈碱大于乙基香草醛壳聚糖席夫碱。
壳聚糖衍生物;制备工艺;结构表征;保鲜性能;抗氧化性
中国海洋大学
硕士
化学工程
王江涛
2015
中文
TQ316
88
2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）