低分子量壳聚糖的抗真菌活性及水果保鲜作用

摘要

甲壳素是一种天然高分子化合物，蕴含量位居自然界第二位，仅次于纤维素。其脱乙酰产物壳聚糖由于具有广谱抑菌性、生物安全性等特点，可开发成为新型安全高效的食品添加剂以及果蔬保鲜剂。
　　本文围绕低分子量壳聚糖（Low molecular weight chitosan，LMWC）对水果致病真菌的抑菌功能展开研究，系统分析了LMWC样品的理化性质、抑菌活性、抑菌机理以及对水果防腐保鲜的效果。具体研究结果如下:
　　1.通过酶解法制备得到LMWC样品，并对其理化性质进行测定。结果显示，该样品的脱乙酰度为90％，粘均分子量为50KDa，重金属含量与灰分值检测结果均符合国家食品安全标准。
　　2.对导致桔和梨果实腐败的病原菌进行了分离，经鉴定分别为白地霉和梨轮纹病菌;在此基础上，使用LMWC对这两种致病菌的体外抑菌活性进行筛选。参照美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)制定的真菌敏感性测定方案M38-A2微量稀释法，测得LMWC对两种致病真菌的最小抑菌浓度(MIC)均为0.078mg/mL;据此，进一步分析了致病真菌生物量的变化。结果表明，LMWC能显著地抑制上述致病菌菌丝的生长，表现出良好的抑菌效果。
　　3.以梨轮纹病菌为对象，进一步研究了LMWC的抑菌机理。检测了梨轮纹病菌的生化指标（麦角固醇含量），利用透射电镜观察真菌超微结构，并采取FITC荧光标记LMWC定位其作用位点。研究表明，LMWC可降低真菌菌丝内麦角固醇的含量，并通过破坏细胞壁和细胞膜的完整性，进入细胞内部对细胞器造成破坏，导致细胞内容物的流失。
　　4.桔和梨果实的保鲜实验显示，与对照组相比，LMWC涂膜处理能够显著降低水果的腐败率，抑制腐败果实内多酚氧化酶(PPO)及过氧化物酶(POD)活性，并且能够较好地保持果实本身的营养成分，可溶性固形物含量、可滴定酸含量、维生素C含量等均高于对照组。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 传统的防腐保鲜剂种类及简介

1．2 甲壳素、壳聚糖及其衍生物

1．2．1 甲壳素

1．2．2 壳聚糖

1．2．3 壳聚糖衍生物

1．3 壳聚糖性质

1．4 影响壳聚糖溶解的因素

1．5 低分子量壳聚糖的制备方法

1．5．1 酸水解法

1．5．2 酶解法

1．5．3 其他方法

1．6 壳聚糖及其衍生物的应用现状

1．6．1 在食品领域的应用

1．6．2 医药领域的应用

1．6．3 在农业领域的应用

1．6．4 在其他领域的应用

1．7 壳聚糖的抑菌能力与作用机理

1．7．1 分子量对壳聚糖及其衍生物抑菌能力的影响

1．7．2 脱乙酰度对壳聚糖及其衍生物抑菌活性的影响

1．7．3 壳聚糖衍生物类型对抑菌能力的影响

1．7．4 菌株差异对壳聚糖抑菌活性的影响

1．7．5 浓度对壳聚糖及其衍生物抑菌性的影响

1．7．6 溶液pH值对壳聚糖抑菌活性的影响

1．7．7 壳聚糖及其衍生物的抑菌机理

1．8 本课题研究目的及意义

2．材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验菌株

2．1．2 低分子量壳聚糖(LMWC)

2．1．3 其他药品与试剂

2．1．4 主要仪器与设备

2．1．5 培养基配方

2．2 实验方法

2．2．1 致病真菌的分离鉴定

2．2．2 LMWC的制备过程

2．2．3 低分子量壳聚糖性质检测

2．2．4 白地霉与梨轮纹病菌菌种活化

2．2．5 LMWC对两种致病真菌的最小抑菌浓度(MIC)

2．2．6 丙酸钙与LMWC混合液的抑菌效果

2．2．7 LMWC对两种致病真菌菌丝的抑制

2．2．8 LMWC对两种致病真菌生物量的影响

2．2．9 LMWC对梨轮纹病菌细胞膜中麦角固醇含量的影响

2．2．10 梨轮纹病菌细胞形态的观察

2．2．11 LMWC在梨轮纹病菌细胞内的定位观察

2．2．12 LMWC涂膜处理对水果腐烂率的影响

2．2．13 LMWC涂膜处理对梨果实内相关酶活性的影响

2．2．14 LMWC涂膜对梨果实营养成分的影响

3 结果与分析

3．1 致病真菌菌株的分离与鉴定

3．1．1 致病真菌的分离纯化

3．1．2 致病真菌18S rDNA的PCR扩增、测序及系统进化分析

3．2 LMWC制备及性质分析

3．2．1 牛血清白蛋白标准曲线绘制

3．2．2 LMWC制备过程中加酶量的确定

3．2．3 LMWC性质检测

3．3 体外抑菌实验

3．3．1 LMWC对白地霉、梨轮纹病菌的最小抑菌浓度(MIC)

3．3．2 丙酸钙与LMWC混合液的抑菌作用分析

3．3．3 LMWC对白地霉、梨轮纹病菌菌丝的抑制

3．3．4 LMWC对白地霉和梨轮纹病菌生物量的影响

3．4 LMWC对梨轮纹病菌抑菌机理的研究

3．4．1 细胞膜麦角固醇含量的变化

3．4．2 梨轮纹病菌超微细胞形态的透射电镜(TEM)观察

3．4．3 FITC标记定位LMWC在梨轮纹病菌内的分布位点

3．5 LMWC对水果的抑菌保鲜效果

3．5．1 LMWC处理对桔果实腐烂率的影响

3．5．2 LMWC处理对梨果实腐烂率的影响

3．5．3 LMWC涂膜对梨果实内酶活性的影响

3．5．4 LMWC涂膜处理对梨果实营养成分的影响

4 小结与讨论

4．1 小结

4．2 讨论

参考文献

附录

致谢