水產(chǎn)品在冷凍過程中易發(fā)生干耗,影響其質(zhì)構(gòu)特性,需要對其進(jìn)行保水處理。而在冷藏時水產(chǎn)品易產(chǎn)生腐敗變質(zhì),導(dǎo)致風(fēng)味和營養(yǎng)價值的降低,需要進(jìn)行保鮮處理。磷酸鹽保水劑和化學(xué)防腐劑對消費者的身體健康造成危害,因此開發(fā)一種綠色高效且兼具保水和保鮮作用的水產(chǎn)品添加劑具有重要意義。魔芋低聚糖(konjac glucomannan oligosaccharide,KGO)、殼寡糖(chitosan oligosaccharide,COS)等天然糖類具有多羥基親水基團(tuán),可以與水形成氫鍵,從而有效保持水產(chǎn)品肌肉組織中的水分,但抑菌或抗氧化活性較低。通過對糖類進(jìn)行改性,增強其抑菌或抗氧化能力,并以糖類衍生物為主要原料進(jìn)行復(fù)配,發(fā)揮協(xié)同作用,從而開發(fā)綠色、高效兼具保水和保鮮雙功能的水產(chǎn)品添加劑。本論文分別對魔芋低聚糖和殼寡糖改性,并對衍生物進(jìn)行熱重分析、X射線衍射、紫外-可見光吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜和核磁共振氫譜等表征以及保水、抑菌、抗氧化活性和在水產(chǎn)品應(yīng)用中的保水保鮮性能等測定,主要實驗方法和結(jié)果如下:(1)通過烷基化反應(yīng),在魔芋低聚糖分子鏈中引入曲酸(kojic acid,KA),得到魔芋低聚糖-曲酸衍生物(konjac glucomannan oligosaccharide-kojic acid derivative,KGOK)。魔芋低聚糖-曲酸衍生物在81%相對濕度(Relative humidity,RH)、43%RH和干燥硅膠(RH≤20%)條件下的保水率分別為292.46%、101.13%和70.96%,表明其具有優(yōu)良的保水性能。同時,魔芋低聚糖-曲酸衍生物具有良好的抑菌活性,其中,金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐敗希瓦氏菌和腸道沙門氏菌的最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)為2.0 mg/mL,大腸埃希氏菌的最低抑菌濃度為3.0 mg/mL。(2)通過固相和水相法制備了殼寡糖和Nisin的羰氨反應(yīng)產(chǎn)物,以產(chǎn)物的紫外-可見光的特征吸收為指標(biāo),通過溫度和時間單因素試驗確定了固相和水相反應(yīng)條件:固相條件為殼寡糖和Nisin按照質(zhì)量比1:1在90℃下反應(yīng)6 h;水相條件為終濃度均為25.0 mg/mL的殼寡糖和Nisin在90℃下反應(yīng)4 h。固相羰氨反應(yīng)的效率比水相高,且其產(chǎn)物的抗氧化性更好:抗氧化性實驗表明,0.25 mg/mL的固相和水相羰氨產(chǎn)物的DPPH清除率分別為91.50±2.59%和81.97±3.62%。抑菌活性實驗表明,殼寡糖-Nisin固相羰氨產(chǎn)物對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和糞腸球菌等革蘭氏陽性菌有較好的抑菌效果,最低抑菌濃度分別為1.0、1.0和0.5 mg/mL。對大腸埃希氏菌、腸道沙門氏菌和副溶血性弧菌等革蘭氏陰性菌的抑菌活性與殼寡糖相比也有所提高,最低抑菌濃度分別為3.0、4.0和3.0 mg/mL。(3)將魔芋低聚糖-曲酸衍生物、殼寡糖-Nisin羰氨產(chǎn)物及其復(fù)配物作為保水保鮮劑在南美白對蝦(Penaeus vannamei)貯藏中應(yīng)用,測定了其對蝦仁的解凍損失率、蒸煮損失率等保水指標(biāo)和揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸(TBA)、菌落總數(shù)等保鮮指標(biāo)的影響。實驗結(jié)果表明,魔芋低聚糖-曲酸衍生物和殼寡糖-Nisin羰氨產(chǎn)物對南美白對蝦具有良好的保水保鮮性,且兩者對蝦仁的保水保鮮性具有協(xié)同作用。復(fù)配組蝦仁的解凍損失率和蒸煮損失率分別降至5.82±0.42%和18.84±0.53%,表明復(fù)配組可以有效降低蝦仁的失水率;6 d時揮發(fā)性鹽基氮含量由對照組的28 mg/100 g降低至14 mg/100 g,表明魔芋低聚糖-曲酸衍生物和殼寡糖-Nisin羰氨產(chǎn)物可以協(xié)同抑制蛋白質(zhì)的腐敗。因此,魔芋低聚糖-曲酸衍生物和殼寡糖-Nisin羰氨產(chǎn)物在水產(chǎn)品保水保鮮中具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS254.4
【部分圖文】：

多糖衍生物合成及在水產(chǎn)品保水保鮮應(yīng)用水產(chǎn)品中的微生物生長又可以抑制蛋白質(zhì)腐敗和脂肪氧化酸敗葡甘聚糖/魔芋低聚糖研究進(jìn)展葡甘聚糖/魔芋低聚糖的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì) (Amorphophallas Konjac)為磨芋屬多年生草本植物[10]，多分布在，在中國有兩千年的種植歷史。盡管魔芋在中國的栽種歷史悠久精細(xì)加工制備精粉、魔芋葡甘聚糖和魔芋低聚糖等的歷史只有短。魔芋的根莖中富含葡甘聚糖 (Konjac glucomannan, KGM)、淀物堿等，其中葡甘聚糖作為高分子量的天然植物多糖含量高達(dá) 3

圖 1-2 對蝦干耗及保水保鮮劑的保水機理Fig. 1-2 The dry losses of prawn and moisture retention mechanism于冷凍水產(chǎn)品附近的水蒸氣分壓力比冷庫環(huán)境中的要大，因此其內(nèi)通過升華進(jìn)入空氣。氣體上升過程中，遇溫度更低的冷庫冷凝板而凍水產(chǎn)品內(nèi)部和表面存在壓力差，其體內(nèi)的水分會遷移到表面補充而失去的水分。而冷凍水產(chǎn)品表面和周圍環(huán)境的壓差依然存在，表晶會繼續(xù)向空氣中升華，如此反復(fù)就造成了干耗。保水保鮮劑預(yù)處干耗的常用方法，理想保水保鮮劑分子之間彼此交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子的束縛力，有效減少水分流失。 解凍失水冷凍過程中，水產(chǎn)品的肌原纖維蛋白質(zhì)會發(fā)生冷凍變性，細(xì)胞間隙凍結(jié)形成冰晶，使肌肉組織的結(jié)構(gòu)被破壞。冰晶在解凍過程中重新分不能完全被水產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)吸收從而恢復(fù)至原有狀態(tài)，導(dǎo)致有，進(jìn)而造成水產(chǎn)品彈性嫩度下降、營養(yǎng)成分流失等問題[61]，影響水

圖 2-1 魔芋低聚糖-曲酸衍生物 (KGOK)的合成路徑圖Fig. 2-1 Reaction scheme for the synthesis ofkonjac glucomannan oligosaccharide-kojic acid derivative酸的方法參考 Aytemir[95]。稱取 5.00 g 曲酸 (Mr 142.1通風(fēng)櫥中稱量 20.0 mL 氯化亞砜，倒入裝有曲酸的圓1.0 mol/L 氫氧化鈉溶液的尾氣處理裝置連接。反應(yīng)置于下，磁力攪拌 1 h，得到固體結(jié)晶。用石油醚洗滌固體液無色。固體結(jié)晶溶解在沸水中，降至室溫后轉(zhuǎn)移至得到固體部分，在 65℃條件下的真空干燥箱中干燥 (Mr 160.56)晶體。聚糖與氯代曲酸的反應(yīng)糖和 2.3.1.1 中制備的氯代曲酸按照摩爾比 1:2 分別溶MF)的圓底燒瓶中，并在室溫下攪拌直至完全溶解。將慢滴加到氯代曲酸溶液中，并向其中滴加適量吡啶 (

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本文編號：2814529