Chitosan, auch bekannt als deacetyliertes Chitin, ist nach Zellulose das zweithäufigste Biopolymer in der Natur und weit verbreitet, vor allem in den Schalen vieler niederer Tiere, insbesondere von Gliederfüßern wie Garnelen, Krebsen, Insekten usw., und auch in den Zellwänden niederer Pflanzen wie Bakterien, Algen und Pilzen. Es wird geschätzt, dass die jährliche Biosynthese von mehr als 1 Milliarde Tonnen eine riesige erneuerbare Ressource ist. Das Produkt von Chitin nach Entfernung der Acetylgruppe ist Chitosan.

Hemmende Wirkung von Chitosan

Chitin, Chitosan und ihre Derivate sind für viele Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen und Pilze antibakteriell. Der genaue Mechanismus der antimikrobiellen Wirkung von Chitosan ist noch nicht vollständig geklärt, aber es wurden verschiedene Theorien vorgeschlagen.

Die Wechselwirkung zwischen positiv geladenen Chitosanmolekülen und negativ geladenen mikrobiellen Zellmembranen führt dazu, dass proteinähnliche Bestandteile aus den Zellen austreten. Chitosan hat eine chelatbildende Wirkung und chelatiert selektiv einige Metallelemente, wodurch das mikrobielle Wachstum und die Toxinproduktion gehemmt werden.

Chitosan aktiviert auch einige Abwehrmechanismen im Wirtsgewebe, wirkt als Wasserspeicher und hemmt die Aktivität einiger Enzyme. Durch das Eindringen von Chitosan in den Zellkern von Mikroorganismen bindet Chitosan an die DNA und hemmt so die mRNA- und Proteinsynthese. Chitosan hat eine bessere Löslichkeit und bakteriostatische Eigenschaften als Chitin aufgrund der positiven Ladung des Glucosamin-Monomers an der C2-Position von Chitosan, wenn der pH-Wert unter 6 liegt .

Bakteriostatische Wirkung von Chitosan

Japanischen Berichten zufolge hat Chitosan eine hemmende Wirkung auf Staphylococcus aureus und Escherichia coli. Berichten zufolge hat Chitosan eine starke Hemmwirkung auf fünf häufig vorkommende Bakterien, die Lebensmittelvergiftungen verursachen, nämlich Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Yersinia coli, Salmonella typhimurium und Listeria monocytogenes. Japan hat Chitosan als Lebensmittelkonservierungsmittel patentiert.

Anwendung von Chitosan in der Lebensmittelkonservierung

1. Anwendung bei der Konservierung von Fleischprodukten

Die Forschung hat gezeigt, dass Chitosan hat eine deutliche Frischhaltewirkung auf gekühltes Schweinefleisch. Mit 1% Chitosan-Lösung und 2% Essigsäure-Lösung Mischung aus Nicht-Vakuum-Verpackung von Schweinefleisch Erhaltung Forschung, fand in 10 ℃ mit Chitosan-Essigsäure-Lösung Behandlung von Schweinefleisch Lagerung nach 12d die Zahl der streunenden Bakterien ist nur 5,51 logarithmischen Wert (die Kontrollgruppe für den Wert von 9,36 logarithmischen Wert); in 20 ℃ Chitosan-Mischung kann noch seine Lagerzeit von 2d erweitern.

Einige Studien haben gezeigt, dass je höher der Grad der Deacetylierung von Chitosan, desto besser die Konservierungswirkung von Chitosan, der Anteil der freien Aminosäure 0,62% Chitosan-Lösung (Konzentration von 1%, gelöst in 2% Essigsäure) kann die Haltbarkeit von gekühltem Fleisch bis zu 9d; je höher die Konzentration von Chitosan, desto besser die Wirkung der bakteriostatischen Hemmung, 1.5% Chitosan 1% Essigsäure-Lösung kann verwendet werden, um die Haltbarkeit bis zu 6d. wasserlösliche Chitosan Konservierungswirkung ist etwas niedriger als die Säure-lösliche Chitosan. 2.5% wasserlösliche Chitosan kann die Haltbarkeit bis zu 5d machen.

Chitosan und seine Oligosaccharid frisches Rindfleisch, ist die Methode zu sprühen Rindfleisch mit 95% Ethanol, Vitamin E, hydrolysierte Chitosan, Chitosan und seine Oligosaccharid, hydrolysierte Pektin und / oder Lysozym-Mischung, Rindfleisch erhalten 3d Mikroorganismen als die Kontrollgruppe ist weniger.

Einige Leute haben verschiedene Grade der Polymerisation von 0,25% Chitosan 1% Essigsäure-Lösung auf frische spanische Makrele, kleine Gelbschwanz und frisches Schweinefleisch Erhaltung Wirkung untersucht, die Ergebnisse zeigen, dass der niedrige Grad der Polymerisation von Chitosan Erhaltung Wirkung ist besser; zur gleichen Zeit, sondern auch die Erhaltung der Garnelen, die Ergebnisse der Chitosan ist besser als die Phytinsäure und Natriumbisulfit und andere Konservierungsmittel.

2. Konservierung von Lebensmittelbehältern

Chitosan und Harz zusammen mit Kneten und Extrusion Vorbereitung von Lebensmittelbehältern, zumindest in der inneren Schicht des Behälters enthält Chitosan, wird es das Wachstum von Laktobazillen hemmen und damit die Lebensmittelkonservierung Zeit zu verlängern. Chitosan Milchsäure-Lösung infiltriert durch die Regeneration von Cellulose-Fasern aus Vliesstoffen und die Bildung von frischen Materialien, aus denen das Fleisch, Fisch und andere Lebensmittel-Verpackung, kann das Sickerwasser zu absorbieren und verhindern das Wachstum von Staphylococcus-Bakterien, Escherichia coli und anderen Mikroorganismen.