壳聚糖保鲜膜的性能

一、机械性能

壳聚糖膜有一定的机械性能。例如，壳聚糖-淀粉膜改善了淀粉膜强度低的特性，使其适合包装半固体或液体食品。国内有科研人员用壳聚糖与甘油复合制成可食膜，其拉伸强度可超过LDPE（低密度聚乙烯）的水平，略低于HDPE（高密度聚乙烯）。

薄膜拉伸强度与壳聚糖浓度有很大关系，在一定条件下，薄膜的拉伸强度随壳聚糖浓度的增加而增加。因为影响拉伸性能的有关因素是聚合物的结构、平均分子量和聚合物的分子排列。当分子量一定时，壳聚糖浓度越大，即单位体积内的分子数越多，成膜时高分子链间的相互作用力越强，分子间氢键越强，膜的强度就越大。当壳聚糖浓度太小时，由于成膜液流动性大，形成的膜很薄，因而不便揭膜；而当壳聚糖浓度太大时，由于成膜液较粘稠，不容易脱气，在制膜时易形成气泡，使膜不平整。

二、润湿性能

壳聚糖涂膜保鲜水果时，须达到成膜均匀，即要求壳聚糖溶液的润湿性要好。壳聚糖溶液的润湿性能可通过接触角法测定，在不同介质上溶液的接触角不同，接触角越大则润湿性越差。分别在干净玻片、毛玻片、涂蜡的玻片上，滴一滴2%的壳聚糖溶液，稍后，用透影仪投影到纸上，量出接触角。结果表明，壳聚糖溶液在涂蜡玻片上的接触角为105°，润湿性很差。由于果皮大多有蜡质层，因此用来处理果品，不易均匀地润湿表面，这必定会影响到保鲜的效果。为此需添加适量的润湿剂来改善润湿性能。

业内人士通过几种表面活性剂的性能比较发现：在壳聚糖溶液中加入表面活性剂Tween20，可有效改善壳聚糖涂膜保鲜水果时润湿性差的现状，界面接触角从原来的105°降低到52°。

三、抗菌性

早在1979年，Allan等就提出壳聚糖具有广谱抗菌性。此后有许多学者对壳聚糖的抗菌机理进行了研究，根据壳聚糖在细胞上的作用靶位不同，学术界将其抗菌机理推测为两类：一类是Young等提出的以细菌带有负电荷的细胞膜为作用靶的机理：在酸性条件下，壳聚糖分子中的质子化铵-NH3+具有正电性，吸引带有负电荷的细菌，使细菌细胞壁和细胞膜上的负电荷分布不均，干扰细胞壁的合成，打破了在自然状态下的细胞壁合成与溶解平衡，使细胞壁趋向于溶解，细胞膜因不能承受渗透压而变形破裂，细胞的内容物如水、蛋白质等渗出，发生细菌溶解而死亡；另一类是Hadwiger提出的以细菌分子中DNA为作用靶的抗菌机理：模型上壳聚糖齐聚物（MW-8000）吸引细菌后，穿过大肠杆菌的多孔细胞壁进入到细菌细胞内，可能与DNA形成稳定的复合物，干扰DNA聚合酶或RNA聚合酶的作用，阻碍了DNA或RNA的合成，从而抑制了细菌的繁殖。

壳聚糖保鲜膜抗菌性与壳聚糖浓度、壳聚糖脱乙酰度、壳聚糖分子量及环境pH值有关。

四、可食性与安全性

基于人体安全性和生态环保的考虑，毒性较大的抗菌剂已被逐渐淘汰，壳聚糖以其良好的身体安全性和广谱抗菌性已引起人们极大的关注。高分子量的壳聚糖通过-NH3+与微生物细胞壁的唾液酸磷脂等阴离子的相互吸引作束缚微生物的自由度，从而阻碍微生物代谢和繁殖。对壳聚糖进行化学修饰，增加结构单元抗菌因子-NH3+的密度，可以合成出具有良好人体安全性和抗菌性能的壳聚糖衍生物。壳聚糖与生物体具有良好的亲和相容性，对人体具有一定的生理保健功能，为可食性物质。

五、气体选择渗透性和阻湿性

壳聚糖膜的氧气透过率和二氧化碳透过率的比值均小于1，故可用此膜保鲜水果蔬菜。果蔬呼吸作用会消耗氧气，放出二氧化碳。当用此膜包装水果和蔬菜时，由于膜对二氧化碳透过能力差，果蔬放出的二氧化碳渗透出去少，导致膜内部二氧化碳浓度高，从而控制了果蔬周围的微环境中的气体浓度，使果蔬呼吸强度下降，达到保鲜目的。此膜对水蒸汽也有良好的阻隔性，因此，在食品表面可以阻止水分的转移，对果蔬可阻止水分蒸发，延缓萎蔫。因此，用壳聚糖膜包装果蔬可起到保湿、护色、延长储存期的保鲜效果。

壳聚糖膜对二氧化碳和氧气的透过率较小，且随厚度的增加而下降。成膜温度的升高，薄膜的透气率增大。因为随着成膜温度的升高，溶剂蒸发速度加快，分子运动速度快，高分子之间氢键网络不致密，所成膜的结构较疏松，所以出现透气系数增大的现象。