葫芦岛壳聚糖絮凝剂

壳聚糖（chitosan, CTS）是天然甲壳素的脱乙酰基产物，也是自然界中的天然碱性多糖。因其具有来源丰富，并无毒无害、可降解、可食用、良好的成膜特性，抗氧化性、不溶于水、和广谱抗菌性等性征，且可溶于醋酸稀溶液，易在物体表面形成半透膜，近年来其在食品工业中的应用成为了研究的热点。但单一的壳聚糖作为食品涂膜保鲜剂时存在一些问题，如膜的机械强度较弱，且对一些微生物的抑制效果不佳，因而影响保鲜品的品质。为了进一步强化壳聚糖膜的抗菌能力及膜的整体性能，壳聚糖中经常加入精油。植物精油是天然的混合物，是从芳香植物中提取出来，具有挥发性，无毒无害，且具有良好的抗菌性，部分精油还有抗氧化性，被美国食品药品监督管理局认定为“公认安全类产品”。壳聚糖富含活性基团，能有效包埋植物精油、提高抗菌性、发挥精油的缓释作用，植物精油本身具有一定的刺激性，但通过壳聚糖包埋后，精油的刺激性气味就会被掩盖，从而降低精油的刺激性气味对食品风味产生的影响。另一方面，植物精油具有疏水性，可以增强植物精油和壳聚糖复合膜的防水性能，使保鲜效果更好。王建清等研究发现，30 μL/mL的肉桂精油与1%的酸溶性壳聚糖涂膜能延长草莓的货架寿命48 h以上，达到了保鲜效果。王磊明等研究发现，在低温4°C下，0.8%肉桂精油+1.2%的壳聚糖处理蓝莓效果最好，保鲜指标的平均贡献率为0.205。高文华等研究发现壳聚糖肉桂精油涂膜圣女果，其保鲜期延长了14 d。杨震宇等研究发现，在低温4°C下，1.5%壳聚糖+0.4%肉桂精油复合保鲜液处理对鲜切雪莲果具有保鲜效果，贮藏6 d时，依旧新鲜。薛琼等研究发现，以壳聚糖肉桂精油复合3∶1比例制备微胶囊处理对葡萄具有较好的保鲜效果。然而肉桂精油复合壳聚糖涂膜对番木瓜果实炭疽病的防治作用及其生理机制研究尚未见报道。因此本文以此为切入点，探究肉桂精油与可食性壳聚糖涂膜对番木瓜炭疽病的防治效果，同时对番木瓜果实的抗病生理特性展开研究，为我国番木瓜产业的健康发展提供理论依据和应用参考。

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壳寡糖应用领域非常广泛：1.医药领域使伤口免受细菌的感染，而且还可以渗透空气和水分，促进伤口愈合。被生物体内的溶菌酶降解生成天然的代谢物，具有无毒、能被生物体完全吸收的特点，因此用它作药物缓释剂具有较大的优越性。杜绝癌细胞的养分供应，使其分裂减少，制约癌细胞的分裂条件；减少癌细胞代谢产生的酸性废弃物，从另一方面改善癌细胞周围的酸性环境，创造一个癌细胞很难生存和分裂转移的环境条件；减少癌细胞向周围释放的各种酶(溶脂酶、水解酶、蛋白酶等）；中和肿瘤周围的酸性物质，激活人体中有抗癌作用的免疫细胞，起到配合化疗、改善病症、减轻痛苦、延长生命等作用。2.食品领域乳品：作为肠道益生菌（如双岐杆菌）的活化因子，增进钙及矿物质的吸收。调味品：作为天然防腐产品替代苯甲酸钠等化学防腐剂。饮料：应用在减肥瘦身、排毒养颜、免疫调节等功能性饮料中。果蔬：进行涂膜保鲜，其膜层具有通透性、阻水性，同时具有抗菌防腐的功效。3.农业领域壳寡糖改变土壤菌群， 促进有益微生物的生长，壳寡糖还可诱导植物的抗病性， 对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，对小麦花叶病、棉花黄萎病、水稻稻瘟病、番茄晚疫病等病害具有良好的防治作用，可以开发为生物农药、生长调节剂和肥料等。壳寡糖可有效提高水果和蔬菜产量，防治病虫害，增殖土壤和生物菌肥的有益菌，被誉为不是农药的农药、不是化肥的化肥，壳寡糖的这种药肥双效的特殊作用决定了它在农业领域的广泛应用。现在已经颁布农用壳寡糖的标准，在农业上它叫甲壳寡聚糖。

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关于壳聚糖对水果类作物生长发育影响的研究最多，叶面喷施壳聚糖可促进咖啡（ＣｏｆｆｅａａｒａｂｉｃａＬ．）植株生长，也可促进智利草莓（ＦｒａｇａｒｉａｃｈｉｌｏｅｎｓｉｓＬ．）营养成长并提高产量。葡萄（ＶｉｔｉｓｖｉｎｉｆｅｒａＬ．）扦插枝条浸在壳聚糖溶液中可促进生根，增加茎节数量。在草莓植株不同发育阶段喷施壳聚糖，可增加所结果实的保质期。壳聚糖处理也可提高番茄植株产量。壳聚糖也可用来处理果实，通过包膜或浸蘸的方式延长蔬菜、水果的货架期并延缓其变质。壳聚糖在果实表面形成保护层减少水分损失、抑制气体交换、减少养分流失，并防止微生物在果实表面生长。

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壳寡糖又名壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是由壳聚糖经特殊生物酶技术降解得到的一种聚合度在2～20之间的寡糖，其水溶性较好，功能作用大，生物活性高，代谢产物无毒，无抗原，是一种新型绿色的饲料添加剂。壳寡糖大致从提高免疫力、增进肠道能力、促进消化调节营养平衡等方面起作用，从而提高畜禽的生长和质量。在饲料中添加不同浓度壳寡糖后，肉鸡的免疫器官重量均有增加，且相应的抗体效价提高。这些结果都说明壳寡糖对动物机体非特异性免疫及特异性免疫均有不同程度的促进作用，是一种良好的免疫调节剂。

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与末改性的壳聚糖相比，除了土述诸多作用外，阳离子壳聚糖与纤维素底物间存在着 更为强烈的离子键，在取代度大时，这种离子键往往会超过其它类型的力。实验发现，这 种作用力随壳聚糖的季铵化度的增加而增加，表现在对细小纤维粒子及半纤维素的最佳絮 凝浓度随壳聚糖季铵盐的电荷密度的增加而减少。絮凝后体系的粒子平均尺寸与表面电位 的关系表明N-(2-羟基-3-氯化三甲铵基）丙基壳聚糖是以“补订机理作用的。 而对梭甲基壳聚糖来说，分子上有羧基存在，理应会与负电的浆料相互排斥，但由于 其分子间的其它力的作用（如氢键、范德华力），致使阴离子型的壳聚糖仍能被纤维素纤 维、细小粒子表面吸附，但这种吸附会导致纤维素细小颗粒表面电位的上升。因此，浆料 悬浮物经离心处理后，上清液中的碳水化合物含量会升高，絮凝难发生。如果应用于酸性 体系中，羧甲基壳聚糖则会以A13+为桥梁，间接与纤维间发生作用，附着于纤维的表面上。 总之，壳聚糖类天然聚多糖湿部添加剂主要发生如下的作用过程：(1)聚糖添加剂分子 与浆料中的溶解性和胶体状的碳水化合物间的混合；(2)聚糖添加剂分子与浆料中的溶解性 和胶体状的碳水化合物间的复合或聚集；(3)复合的或游离的聚多糖添加剂在纤维素纤维和 细小纤维、填料表面上的吸附；(4)填料、细小纤维的聚集及其在纤维上的留着。

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较多研究结果表明，低分子量壳聚糖是有效的生物源激发子，能够诱导植物防御反应并激活可提高作物对病害抗性的不同信号转导途径。目前关于植物对壳聚糖处理的响应中研究最多的是木质素、胼胝质等化学和机械屏障的形成以及参与防御反应有关物质和酶的合成。在某些情况下，壳聚糖引起的过敏反应（主要是受侵染部位），导致程序性细胞死亡。同时，这些过敏反应还伴随着植物防御机制的系统反应，这些系统反应主要包括在防御反应中起积极作用的次生代谢物的合成与积累，如木质素、胼胝质、植保素、病程相关蛋白；参与防御反应代谢途径的关键酶活性的调节，如苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和几丁质酶。