甲殼素與殼聚糖綜述

甲殼素與殼聚糖主要內(nèi)容：一、甲殼素、殼聚糖簡介二、殼聚糖的制備方法三、甲殼素、殼聚糖的應(yīng)用甲殼素甲殼素

水溶性殼聚糖

殼聚糖成品殼聚糖

高密度殼聚糖

甲殼素：也稱幾丁質(zhì)(chitin)，殼多糖，學(xué)名為N—乙?！?—氨基—2—脫氧—β—D—葡聚糖，是來源于海洋無脊椎動(dòng)物的外殼，真菌細(xì)胞壁和昆蟲的外角質(zhì)層和內(nèi)角質(zhì)層的一類天然高分子聚合物，它屬于氨基多糖。

一、甲殼素、殼聚糖簡介

存在狀態(tài)：

甲殼素的結(jié)構(gòu)因氫鍵類型不同而有三種結(jié)晶體：α-甲殼素，由兩條反向平行的糖鏈組成β-甲殼素，由兩條同向平行的糖鏈組成γ-甲殼素，由三條糖鏈組成，其中兩條同向，一條反向。殼聚糖：也稱幾丁聚糖(chitosan)，它是由甲殼素在堿性條件下加熱，脫去N—乙?；笊傻?。其學(xué)名為(1，4)—2—氨基—2—脫氧—β—D—葡聚糖。殼聚糖外觀是白色或淡黃色半透明狀固體，略有珍珠光澤。

二、殼聚糖的制備方法二步堿液法(傳統(tǒng)法)

該工藝具有制備周期短、節(jié)約能源;節(jié)約燒堿用量,

降低成本,省去漂白,確保產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。改進(jìn)堿液法

該工藝的特點(diǎn)不僅作用時(shí)間短,能耗低,而且比常

規(guī)加熱堿液處理效率提高

11倍多,同時(shí)反應(yīng)重復(fù)性好。微波法三、甲殼素、殼聚糖的應(yīng)用甲殼素殼聚糖的應(yīng)用功能材料農(nóng)業(yè)化妝品造紙保健食品工業(yè)紡織印染水處理醫(yī)學(xué)作為新型植物生長調(diào)節(jié)劑：

低聚殼聚糖可以促進(jìn)植物生長，提高種子發(fā)芽率，提高產(chǎn)量和抗病性。用低聚殼聚糖處理水稻、玉米，出芽率和產(chǎn)量都明顯上升；用水溶性殼聚糖處理冬小麥種子，可促進(jìn)小麥生長，增加分蘗和有效穗數(shù)，小麥的品質(zhì)也有明顯提高，并可抑制小麥紋枯病的發(fā)生。1.在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用1.在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用植物病害的防治：殼聚糖可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生廣譜抗性，增強(qiáng)植物自身的防衛(wèi)能力，抑制多種病源微生物的生長。低聚殼聚糖可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性蛋白，具有明顯的抗微生物活性，在體外抑制真菌的生長。

1）洗發(fā)香波、頭發(fā)調(diào)理劑：甲殼素粉沫比表面積大，孔隙率高，吸收皮脂類油脂遠(yuǎn)大于淀粉或其他活性物質(zhì)，是洗發(fā)劑理想的活性物質(zhì)。

2）固發(fā)劑：殼聚糖分子中的氨基質(zhì)子化帶正電，能和頭發(fā)的負(fù)電荷相互作用，有很強(qiáng)的親合力，在頭發(fā)表面形成薄層，是理想的固發(fā)劑原料。

3）牙膏添加劑：殼聚糖能夠中和由口腔鏈球菌產(chǎn)生的有機(jī)酸，減弱非溶性葡萄糖在牙齒表面的附著能力，對(duì)抗腐蝕、潔齒起一定的作用。

2.在化妝品原料上的應(yīng)用2.在化妝品原料上的應(yīng)用

（1）抗溶劑：用來改善紙張的抗溶劑性能。

（2）紙張?jiān)鰪?qiáng)劑：理想的增強(qiáng)劑是線性聚合物，

①分子量大，具有成膜能力，對(duì)纖維有足夠的粘合強(qiáng)度和在纖維間架橋的能力；

②分子鏈上有許多正電荷中心和氫鍵中心，便于和纖維上的負(fù)電荷結(jié)合生成離子鍵，和纖維上非離子表面生成氫鍵。殼聚糖完全符合上述理論要求，是理想的增強(qiáng)劑。3.在造紙中的應(yīng)用

（1）對(duì)消化系統(tǒng)的保護(hù)

（2）減肥去脂作用

（3）高血壓的預(yù)防與治療

（4）增強(qiáng)免疫功能，延緩衰老4.在保健領(lǐng)域中的應(yīng)用4.在保健領(lǐng)域中的應(yīng)用

（1）纖維：可制成具有離子交換性能的織物。

（2）防皺整理劑：有較好的吸附和相溶性，殼聚糖的羥基和部分氨基與纖維的羥基形成眾多的分子間氫鍵，能起防皺效果，制作特殊用途的布料。

（3）紡織整理劑：殼聚糖作用上漿料，使難上漿材質(zhì)易染色，對(duì)染料具有強(qiáng)親和力，達(dá)到良好的染色效果。5.在紡織印染業(yè)中的應(yīng)用

（1）抗菌劑

（2）保鮮劑：殼聚糖膜可阻礙大氣中氧的滲入和瓜果呼吸產(chǎn)生的二氧化碳的逸出，但可使乙烯氣體逸出，從而抑制好氧微生物的繁殖和延遲瓜果成熟。

（3）抗氧化劑：殼聚糖與肉類的血紅蛋白釋放出來的金屬離子鰲合形成鰲合物，抑制金屬離子的催化活性，從而抑制氧化作用的形成。

（4）果汁的澄清劑

（5）食物防腐劑6.在食品工業(yè)中的應(yīng)用

（1）縫合線：在血清、尿、膽汁、胰液中能保持良好強(qiáng)度，使用它可被人體自行吸收，不易過敏。

（2）人造皮膚：用殼質(zhì)膜制成的人造皮膚柔軟、舒適，與剖傷的貼眼性良好，且有抑痛、止血的功能。

（3）止血?jiǎng)航?jīng)過殼聚糖溶液浸漬過的滌綸人工血管，植入人體后，很快就會(huì)形成凝血層。

（4）制備分離膜和高性能纖維：殼聚糖是制作人工腎的滲析膜和人工肝臟的良好材料。

7.在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

膜材料：

（1）反滲透膜：具有較高的脫鹽率和透水率，還具有強(qiáng)耐堿性，交鏈后的膜有耐酸性。

（2）滲透蒸發(fā)膜：用甲殼素制成的分離水和乙醇的高性能功能分離膜，與蒸餾法分離水和乙醇相比，能耗降低。

（3）超過濾膜：甲殼素制成的殼質(zhì)膜，改變成膜溫度及用丙酮等有機(jī)溶劑浸處理，可調(diào)整分離膜的強(qiáng)度及透過性能，可用作超過濾膜。8.在功能材料中的應(yīng)用8.在功能材料中的應(yīng)用

液晶：由于殼聚糖分子鏈上有氨基和羥基，可進(jìn)行各種化學(xué)修飾，從而可提供比纖維素液晶更多的液晶理論知識(shí)和開發(fā)出更多的液晶材料。8.在功能材料中的應(yīng)用催化劑：

殼聚糖的一些衍生物具有催化作用。有機(jī)金屬配合物催化劑具有較高的催化活性和選擇性。人工模擬酶的研究。具有光學(xué)活性的特殊高級(jí)結(jié)構(gòu)的高分子金屬配合物是人工合成模擬酶的熱點(diǎn)，以獲取高活性、高選擇性和在常溫常壓下有催化活性的人工模擬酶。

8.在功能材料中的應(yīng)用吸附劑：

殼聚糖和甲殼素具有很好的吸附作用，不僅無毒，且有抑菌、殺菌作用，是食品飲料工業(yè)和飲用水凈化的理想吸附劑。9.在水處理中的應(yīng)用殼聚糖絮凝劑屬弱陽離子型高分子絮凝劑，由于陽離子絮凝劑的絮凝性能可同時(shí)表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

一是通過電荷中和而使膠體顆粒脫穩(wěn)并形成細(xì)小的絮凝體；

二是通過高分子架橋作用使這些絮凝體形成大體積的絮團(tuán)。

因此，針對(duì)大部分廢水中的顆粒都帶負(fù)電荷的特點(diǎn)，可知陽離子絮凝劑在廢水處理中要比陰離子或非離子型絮凝劑具有更多的優(yōu)勢(shì)，處理后的效果更好。9.在水處理中的應(yīng)用絮凝處理印染廢水印染廢水的兩大污染指標(biāo)是色度和COD，污染的特點(diǎn)和處理的難點(diǎn)是色度高，脫色困難，影響感觀。用殼聚糖來處理印染廢水，發(fā)現(xiàn)其在不影響脫色處理效果的前提下，絮凝速度快且絮凝體不易破碎，優(yōu)于PAM(聚丙烯酰胺)和明礬。9.在水處理中的應(yīng)用絮凝處理水中的重金屬離子殼聚糖絮凝劑處理水中的重金屬離子主要是通過改性殼聚糖高分子與重金屬離子發(fā)生反應(yīng)形成絮凝體或者是由殼聚糖絮體吸附、螯合水中的重金屬離子，也有的兩種作用兼而有之。9.在水處理中的應(yīng)用絮凝處理食品廢水