富马酸二甲酯/交联壳聚糖微球的研究及其在荔枝保鲜中的应用

摘要

新鲜荔枝采收后仍有很高的生理活性，且含水量大，果皮结构特殊，易腐烂变质，在常温下很难贮藏保鲜。壳聚糖是自然界大量存在的天然聚多糖，是可再生的资源，具有优异的抗菌性和成膜性，对人体安全无毒。在食品保鲜领域备受关注，是一种理想的保鲜材料。
　　本文以壳聚糖作为缓释载体，以香草醛为交联剂，采用乳化交联法制备了具有缓释效能的富马酸二甲酯(DMF)/交联壳聚糖微球，采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)等表征手段测试了DMF/交联壳聚糖微球的形貌和结构特性;分析了DMF/交联壳聚糖微球在不同pH缓冲溶液中的缓释性能，探讨微球的缓释机理;并采用抑菌圈实验法对微球的抗菌性能进行了研究，同时对DMF/交联壳聚糖微球在荔枝常温保鲜中的应用效果进行了研究，主要得到如下结论:
　　1.DSC、XRD和FT-IR研究结果表明DMF被包埋于香草醛交联的壳聚糖微球，交联后壳聚糖微球结晶度降低，但是包埋DMF后壳聚糖微球的非晶相性质不发生改变。所得微球中存在酰胺键的吸收峰，表明香草醛的醛基与壳聚糖分子链上的氨基发生了Schiff碱反应。微球的粒径范围为20-150μm，最高药物包封率和最高载药量分别为85.67％和13.18％。
　　2.交联壳聚糖微球对DMF具有明显的缓释效果，在pH5.3的介质中，15d累积释放率达89.8％，在pH7.4的介质中达76.7％，而在pH10.7的介质中检测到DMF的释放率仅为28.6％。通过与常用的五种药物缓释模型进行拟合比较可得，DMF/交联壳聚糖微球在不同pH的磷酸缓冲液中的缓释过程基本符合Weibull或者Ritger-Peppas模型，DMF的释放主要依赖菲克扩散机制。
　　3.抗菌性能实验结果表明DMF的加入显著提高了交联壳聚糖微球的抗菌、防霉性能。DMF/交联壳聚糖微球与空白的交联壳聚糖微球相比，缓释15天的缓释液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和荔枝分离菌的抑菌圈大小，前者分别为18.5±0.02mm、14.64±0.03mm和20.37±0.06mm，而后者仅有1.32±0.03mm、1.04±0.02mm和0.57±0.06mm。说明交联壳聚糖微球对DMF有很好的缓释作用，显著地提高了DMF/交联壳聚糖微球长效的抗菌活性。
　　4.以DMF/交联壳聚糖微球涂膜处理荔枝，常温(25～28℃)保鲜期为8天，未涂膜的对照组在同样条件下保鲜期仅为4天。微球涂膜处理组的荔枝失重率最低，可溶性固形物的含量和维生素C含量最高，而未涂膜的对照组的效果最差。涂膜保鲜后的荔枝色彩自然润泽，果肉风味、品质基本不变。上述结果表明，DMF/交联壳聚糖微球有望应用于荔枝等亚热带水果以及其他果蔬的贮藏保鲜。

目录

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摘要

中英文缩略词一览表

第一章 绪论

1．1 富马酸二甲酯的概述及其研究进展

1．1．1 富马酸二甲酯的性质

1．1．2 富马酸二甲酯的作用机理

1．1．3 富马酸二甲酯的应用及其研究进展

1．2 壳聚糖微球的研究进展

1．2．1 壳聚糖的简介

1．2．2 壳聚糖作为缓释载体的应用

1．2．3 壳聚糖微球的制备方法

1．2．4 载药微球的作用特点及其应用研究

1．3 荔枝贮藏保鲜技术的研究进展

1．3．1 荔枝的结构特点和采后的生理特征

1．3．2 荔枝保鲜技术的研究现状

1．3．3 荔枝保鲜技术存在的不足

1．4 本课题研究的意义和内容

1．4．1 本课题的研究意义

1．4．2 本课题的研究内容

第二章 DMF／交联壳聚糖微球的制备及表征

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂与材料

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 微球的包封率和载药量分析

2．3．2 微球的粒径与形貌分析

2．3．3 微球的DSC分析

2．3．4 微球的XRD分析

2．3．5 微球的FT-IR分析

2．4 本章小结

第三章 DMF／交联壳聚糖微球缓释行为研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂与材料

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 微球的释放特性

3．3．2 微球释放曲线的方程拟合

3．4 本章小结

第四章 DMF／交联壳聚糖微球的抗菌性能及其在荔枝常温保鲜中的应用

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂与材料

4．2．2 实验仪器

4．2．3 微球的抗菌性能实验

4．2．4 微球在荔枝常温保鲜中的应用

4．2．5 数据处理

4．3 结果与讨论

4．3．1 微球的抗菌性能结果

4．3．2 微球对荔枝保鲜效果的研究

4．3．3 荔枝果皮的扫描电镜分析

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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