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

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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pH 5.3的介质中,15 d累积释放率达89.8%,在pH 7.4的介质中达76.7%,而在pH 10.7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±0.02 mm、14.64±0.03 mm和20.37士0.06 mm,而后者仅有1.32±0.03 mm、1.04±0.02mm和0.57土0.06 mm。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。
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