壳聚糖的作用机理
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壳糖胺又名壳聚糖,,是一种可食性动物纤维。
被称之为生命第六要素,是最令人激动的生物功能材料,壳糖胺不溶于水和有机溶剂,能溶于某些有机酸,特别是在医药卫生、食品保健方面价值非常巨大,具有提高人体免疫功能、防癌抗癌、抗自由基、清除体内毒素等功能。
与人体有良好的亲和性。
是现代病、常见病的克星。
临床验证它对人体有七大功能。
一、强化免疫功能、防癌抗癌越来越多的研究结果表明,人体衰老和许多重大疾病的发生都是自由基引起的。
在生命过程中,氧与食物反应给人体提供能量,在这个过程中会有大量自由基产生。
在健康的机体中,自由基的产生和消耗是平衡的。
但是,如果一些致癌物一类的毒素进入人体,就会造成自由基多余或溢出,这些多余的高能自由基就会攻击正常细胞,造成DNA分子降解、缺失,从而破坏 DNA上携带的遗传信息,遗传信息的错误翻译导致细胞突变,最终形成癌。
从壳糖胺的结构和组成可以看到,壳糖胺的【氨基】在邻位【羟基】的作用下,具有很高的活性,介入人体可极大地清除活性致癌自由基,转移致癌自由基对D NA正常细胞的攻击,从根本上降低D NA突变的概率,达到防癌的目的。
1、抑制或延缓癌细胞转移一般认为,壳糖胺抑制肿瘤的作用主要有两点:一是壳糖胺为弱碱性动物纤维素,可以提高人体pH 值,使人体免疫系统处于最为活跃的水平,增加杀伤癌细胞的能力。
二是癌细胞在血管转移时一般经过血管,在血管内皮细胞表面有一种接著因子,癌细胞和接著因子附着结合才能进入血管,再和血液接著因子结合而移动,然后与其它部位接著因子结合、粘附形成癌栓成为转移灶。
壳糖胺对转移载体具有强烈地吸附作用,使癌细胞找不到血管细胞表面接著因子,从而达到抑制或延缓癌细胞转移的效果。
壳糖胺还是一种免疫调节剂,壳糖胺作为细菌多糖的类似物,能刺激巨噬细胞活化,产生如下反应:促进其吞噬能力,增强抗原呈现能力,并增强其在其它免疫系统免疫抗体的生成,从而实现机体对各种细胞的调节,显示抗癌作用。
壳糖胺又名壳聚糖,,是一种可食性动物纤维。
被称之为生命第六要素,是最令人激动的生物功能材料,壳糖胺不溶于水和有机溶剂,能溶于某些有机酸,特别是在医药卫生、食品保健方面价值非常巨大,具有提高人体免疫功能、防癌抗癌、抗自由基、清除体内毒素等功能。
与人体有良好的亲和性。
是现代病、常见病的克星。
临床验证它对人体有七大功能。
一、强化免疫功能、防癌抗癌越来越多的研究结果表明,人体衰老和许多重大疾病的发生都是自由基引起的。
在生命过程中,氧与食物反应给人体提供能量,在这个过程中会有大量自由基产生。
在健康的机体中,自由基的产生和消耗是平衡的。
但是,如果一些致癌物一类的毒素进入人体,就会造成自由基多余或溢出,这些多余的高能自由基就会攻击正常细胞,造成DNA分子降解、缺失,从而破坏 DNA上携带的遗传信息,遗传信息的错误翻译导致细胞突变,最终形成癌。
从壳糖胺的结构和组成可以看到,壳糖胺的【氨基】在邻位【羟基】的作用下,具有很高的活性,介入人体可极大地清除活性致癌自由基,转移致癌自由基对DNA正常细胞的攻击,从根本上降低DNA突变的概率,达到防癌的目的。
1、抑制或延缓癌细胞转移一般认为,壳糖胺抑制肿瘤的作用主要有两点:一是壳糖胺为弱碱性动物纤维素,可以提高人体pH 值,使人体免疫系统处于最为活跃的水平,增加杀伤癌细胞的能力。
二是癌细胞在血管转移时一般经过血管,在血管内皮细胞表面有一种接著因子,癌细胞和接著因子附着结合才能进入血管,再和血液接著因子结合而移动,然后与其它部位接著因子结合、粘附形成癌栓成为转移灶。
壳糖胺对转移载体具有强烈地吸附作用,使癌细胞找不到血管细胞表面接著因子,从而达到抑制或延缓癌细胞转移的效果。
壳糖胺还是一种免疫调节剂,壳糖胺作为细菌多糖的类似物,能刺激巨噬细胞活化,产生如下反应:促进其吞噬能力,增强抗原呈现能力,并增强其在其它免疫系统免疫抗体的生成,从而实现机体对各种细胞的调节,显示抗癌作用。
2、减轻放化疗对患者的损害癌症病人化疗时,烷化剂是很强的细胞毒素物质,壳糖胺能吸附这些物质形成复合物而排出体外。
壳聚糖抑菌性能研究甲壳素-壳聚糖是一种极有前途的天然高分子聚合物,自20世纪60年代以来,人们对它们的研究、生产、应用变得十分活跃。
特别是近几年,研究人员认识到它们的抑菌效能,通过深入研究,有些甲壳素-壳聚糖的抑菌产品已经问世。
甲壳素脱乙酰基产物为壳聚糖。
据研究,壳聚糖的抑菌作用可能有两种机理,一种是壳聚糖通过正电荷的-NH3吸附带负电荷的细胞壁,使壳聚糖吸附在细胞膜表面形成一层高分子膜,改变了细胞膜的选择透过性,阻止营养物质向细胞内的运输,致使细胞质流失、细胞质壁分离,从而起到抑菌杀菌作用;另外一种机理是壳聚糖通过渗入进细胞体内,吸附细胞体内带有阴离子的细胞质,并发生絮凝作用扰乱细胞正常的生理活动,从而杀灭细菌。
近几年,随着对该特性认识的加深,人们不仅对能够影响其抑菌性能的机理进行了深入的研究,而且,也开始应用化学方法对其进行改性,从而提高壳聚糖的抑菌性能,最终达到扩大其应用范围的目的。
目前,针对影响壳聚糖抑菌性能方面的研究主要有以下几个方面:分子量对壳聚糖抑菌性能的影响多数研究认为,寡聚糖和低分子量的壳聚糖的抑菌效果较好,随分子量上升效果逐渐下降。
特别是对大肠杆菌,壳聚糖分子量越小,抑菌作用愈明显。
例如:宋献周等就几种不同分子量的α-壳聚糖对几种常见菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、产气荚膜杆菌)的抑制研究表明,低分子量的α-壳聚糖的抑菌效果优于高分子量的α-壳聚糖。
夏文水等采用E.coli作为试验菌株,测得分子量为1500的壳低聚糖抑菌效果最强。
但是,也有一些研究利用不同的试验菌得出结论认为,壳聚糖分子量较大时,其抑菌能力更强。
例如:Yousook等报导分子量为4万的壳聚糖在浓度为0.5%时,对S.taureus 和E.coli的杀灭率为90%:分子量为18万的壳聚糖在浓度为500PPM时,对S.taureus和E.coli的杀灭率为100%:分子量在30万以下时,壳聚糖对金黄色葡萄球菌的抑制作用随分子量减小而逐渐减弱。
壳聚糖生物降解性能及机理研究壳聚糖是一种由脱乙酰壳聚糖(D-glucosamine)和N-乙酸壳聚糖(N-acetyl glucosamine)组成的天然聚合物,广泛存在于贝壳、虾、蟹等海洋生物中。
壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性,因此在医药、食品、农业和环境领域得到了广泛的应用。
壳聚糖的生物降解性能是其重要的特点之一。
生物降解性是指材料能够被生物体内的酶、酸或微生物等自然环境降解并分解成无害物质。
壳聚糖分子中的羟基和胺基可以通过酶的作用或微生物代谢反应进行降解。
研究表明,壳聚糖在自然环境中可以经过生物降解过程,最终转化为二氧化碳、水和其他可溶性产物。
这使得壳聚糖在环境友好型材料的研究和应用方面具有重要意义。
壳聚糖的生物降解性能与其分子结构和物理化学性质密切相关。
壳聚糖分子中的羟基和胺基的含量以及分布情况对其生物降解性能起着重要的影响。
实验研究发现,壳聚糖中的羟基和胺基含量越高,其生物降解性能越好。
此外,壳聚糖分子的分子量、结晶度和晶态形态等因素也会对其生物降解性能产生影响。
壳聚糖的生物降解机理比较复杂,主要涉及酶降解、微生物降解和自发降解等多种机制。
酶降解是指壳聚糖分子在生物体内通过酶的作用被降解为较小的分子。
一些具有壳聚糖酶活性的酶可以将壳聚糖分解为低聚糖和单糖,并最终转化为能量来源。
微生物降解是指壳聚糖分子在生物体内被微生物代谢降解为无机盐、二氧化碳和水。
许多微生物如真菌、细菌和酵母菌等都具有壳聚糖降解能力。
自发降解是指壳聚糖分子通过自身的物理化学性质,在自然环境中逐渐降解,并最终转化为无害的产物。
然而,尽管壳聚糖具有良好的生物降解性能和机制,但其在应用过程中仍然存在一些挑战。
首先,壳聚糖的生物降解速度相对较慢,需要较长时间才能完全降解。
其次,壳聚糖的生物降解受到环境因素的影响,例如温度、湿度和pH值等。
这些因素可能会影响壳聚糖的降解速率和降解产物。
此外,壳聚糖的降解产物对环境和生物体的影响尚需进一步研究。
壳聚糖的功用详解,每位卫康家人必备的资料壳聚糖的应用1、食道癌——壳聚糖兑水,虫草兑水喷。
每小时交替使用。
2、降压——壳聚糖每天6粒。
3、拉肚子——孩子1粒壳聚糖抖在饭里。
4、孩子长的过快——肌肉裂断,加壳聚糖。
5、癌症——每天50粒,可以活命。
6、身上所有包块——均需壳聚糖。
7、肾衰竭——壳聚糖加虫草。
8、减肥——壳聚糖加银兰。
9、肠胃不好,便秘——壳聚糖。
10、白癜风——壳聚糖,虫草,金苓,五个月。
11、糖尿病——壳聚糖加虫草。
12、脑血栓——壳聚糖,银兰,虫草。
壳聚糖溶液的作用2粒壳聚糖+纯净水35毫升+白醋2毫升——壳聚糖啫喱水一、浓度:加200毫升纯净水1、去角质,每天2-3次2、足,手上的白癣3、伤口愈合,淡化瘢痕4、喂鱼5-10毫升二、浓度:1000毫升1、皮肤过敏2、黑斑,汗斑,湿疹,皮炎3、香港脚,富贵手4、代替洗发精三、浓度:2000毫升1、面疮,颜面白癣2、荨麻疹3、基础化妆4、男士剃须后使用壳聚糖的妙用1、外伤:有外伤、烧伤烫伤、溃疡时可以将产品直接敷于伤口处,有止血止疼、止痒、杀菌、消炎之功效,且愈后不留疤痕。
2、治带状疱疹:用白醋把产品调成稠糊状,涂抹于患处,3-7天可痊愈。
3、治褥疮:将伤处清理消毒后,把产品直接敷于患处,1-3天可结痂愈合。
4、治口腔、食道溃疡:将产品直接倒入口中含放2-3次/日,1-2天可痊愈。
5、治红斑狼疮:内服:每日3次,每次4-6粒;外涂:把产品用白醋调匀,涂抹于患处,一个疗程可痊愈。
6、治面瘫:每天3次,每次3-4粒,2-7天(麻痹的面部神经修复)痊愈。
7、治便秘:早晚服2-4粒/次,饭前服用,多喝水。
多吃水果蔬菜效果明显。
对肠胃炎和痔疮有奇效!8、治脚气:将产品直接敷于患处,2-3天痊愈不复发。
用白醋调和以后,涂抹于手脚表面可预防、治疗脚气、手脚发痒、脱皮。
9、治疗湿疹:用白醋把产品调匀,涂于患处2-4天可痊愈。
此法对治疗男女阴部瘙痒、阴湿、湿疹有奇效!2-3次可痊愈。
壳聚糖抗炎原理
聚糖是目前研究开发最为活跃的天然有机抗菌剂之一。
它具有良好的生物相容性和广谱抗菌性,无毒,对人体的免疫抗原小,且具有消炎、止痛以及促进伤口愈合等功效。
壳聚糖的抗菌机理随着环境及自身条件的变化而不同,一般认为高分子量壳聚糖溶于酸后,成为一种阳离子生物絮凝剂,絮凝过程中使菌体细胞聚沉,高分子链密集于菌体表面,形成高分子膜,影响细菌对营养物的吸收,阻止代谢废物排泄,导致菌体新陈代谢紊乱,从而起到杀菌和抑菌的作用。
随着分子量降低,则可通过渗透作用穿过多孔细胞壁,进入细菌内部,破坏细胞内含物的胶体状态,使其絮凝、变形,或直接干扰带负电荷的遗传物质DNA和RNA,抑制细菌繁殖,导致死亡。
同时壳聚糖的有效基因NH可与细菌细胞壁膜上的类脂一蛋白质复合物发生反应而变性,改变细胞膜通透性,或与细胞壁形成负电环境,破坏其完整性,使细胞壁逐渐溶解,甚至细胞死亡。
壳聚糖功能研究和临床应用一、壳聚糖功能研究1、降血脂作用血脂是指血液中脂类的含量。
广义的脂类指中性脂肪(甘油和甘油三酯)和类脂质(胆固醇、胆固醇酯和磷脂)。
2、降血压的作用1)体液调节作用:造成高血压的原因很多,其中体液内分泌调节占重要地位。
实验医学证明,人体过量摄入氯化钠(食盐),使氯离子堆积,导致人体处于高血压状态。
体内适量的壳聚糖溶解后形成阳离子基团与氯离子结合排出体外,削弱了转换酶的作用,血压则无法升高。
2)壳聚糖降血脂同时降血压:壳聚糖降低血脂,多量的胆固醇由周围组织运回肝脏,中小动脉内膜沉着的胆固醇数量减少,血管内壁弹性转佳,促使血压下降。
3、降血糖的作用1)促进胰岛素的分泌:壳聚糖通过协调脏器功能促进内分泌,实现对胰腺功能的调节。
首先是刺激迷走神经,兴奋大脑皮层的饥饿中枢和血管运动中枢,然后使胰腺的血管扩张,增加血液循环量,胰岛素的分泌量增加。
改善胰腺的功能,活化胰岛细胞,促进Β细胞分泌胰岛素。
2)强化胰岛素的活性:实验证明胰岛素的活性与体液的PH值(酸碱度)密切相关。
胰岛素在酸性环境中是没有功能的,只有体液PH值7.4时发挥作用最好。
壳聚糖能够提升PH 值0.5个单位,从而使胰岛素的活性可明显改善。
3)提高胰岛素受体的敏感性:文献表明肥胖人的胰岛素受体敏感性下降。
壳聚糖降血脂后有良好的减肥作用,从而提高改善胰岛素受体的状况。
4)控制餐后高血糖:壳聚糖吸收胃内的水分呈凝胶状与胃内物混合,体积膨胀,扩容效应使胃的排空时间延长,餐后血糖峰值下降时限拖后。
4、强化肝脏机能作用1)保护肝细胞功能:适量的壳聚糖从阻碍脂类吸收,降低胆固醇含量开始,增强神经体液调节,保持肝细胞具有旺盛的分泌功能,强化代谢和排泄能力。
2)增强生物转换功能:壳聚糖在体内形成带正电荷的阳离子基团,良好的吸附性和螯合作用,保证了肝脏的生物转换功能。
3)预防脂肪肝:壳聚糖在人体内能聚集在带负电荷的油滴周围,形成屏障而防止细胞、组织对脂肪的吸收,从而有效地强化了肝脏机能,防止了脂肪肝的发生。
什么是壳聚糖壳聚糖主要功效和作用机理壳聚糖是一种具有多种生物活性的聚合物,它由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键链接而成。
壳聚糖可分为两个主要类型:壳聚糖和壳寡糖。
壳聚糖分子较大,分子量较高,壳寡糖则较小,分子量较低。
壳聚糖主要存在于甲壳动物(如虾、蟹、龙虾等)的外骨骼、貉腹、蚕茧、蘑菇等生物体中。
它具有多种生物功能,包括抗菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫增强和生物黏附等。
壳聚糖还具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此被广泛应用于医药、食品、化妆品及其他领域。
壳聚糖的主要功效包括以下几个方面:1.抗菌作用:壳聚糖具有广谱的抗菌活性,能够抑制多种细菌、真菌和病毒的生长。
其抗菌机理主要有两种:一是通过改变细胞膜结构,影响物质的渗透和转运;二是通过释放出的阳离子与细菌细胞的负离子结合,破坏细菌的结构和功能。
2.抗氧化作用:壳聚糖具有良好的抗氧化活性,可以清除自由基,减少氧自由基对细胞和组织的损伤,起到抗衰老和抗病变作用。
3.抗肿瘤作用:壳聚糖对多种肿瘤细胞具有抑制作用,可以通过抑制肿瘤细胞的增殖、促进肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞侵袭和转移等方式起到抗肿瘤作用。
4.免疫增强作用:壳聚糖能够增强机体的免疫功能,包括增强巨噬细胞的吞噬活性、促进T淋巴细胞的增殖和活化等,从而提高机体对病原体的抵抗能力。
5.保健作用:壳聚糖还具有一定的保健作用,可以调节血糖和血脂水平,改善肝脏功能,促进钙吸收和骨骼健康,调节肠道菌群平衡等。
壳聚糖的作用机理是多方面的,主要包括以下几个方面:1.细胞外反应:壳聚糖可以与细胞外基质结合,形成一种保护屏障,阻止病原体侵入机体。
同时,它还可以与胞外酶结合,抑制其活性,减少组织炎症和损伤。
2.细胞内反应:壳聚糖可以通过与细胞膜融合,改变膜的性质和功能,影响物质的传递和通道的打开。
此外,壳聚糖还可以与细胞内的一些关键蛋白相互作用,调控细胞的生理过程,如调节细胞凋亡、增殖和分化等。
3.免疫系统调节:壳聚糖可以通过与免疫细胞相互作用,提高免疫细胞的活性和功能,促进免疫细胞的分化和增殖,增强机体的免疫反应。
壳聚糖杀菌的原理和作用
壳聚糖(chitosan)是一种由甲壳类动物外骨骼中提取的天然聚合物,具有广泛的杀菌活性。
其主要原理和作用如下:
1. 破坏细菌细胞壁:壳聚糖具有极强的阳离子性,与微生物表面的负电荷进行吸附和结合,导致细菌细胞壁的丧失。
壳聚糖的多胺基团与细菌表面的酸性成分相结合,从而改变了细菌细胞膜的透性,进而导致细菌细胞内的物质外泄,最终细菌死亡。
2. 阻断细菌营养供应:壳聚糖可通过吸附和结合细菌表面的营养物质,如葡萄糖和氨基酸等,阻止细菌吸收和利用这些营养物质,从而限制了细菌的生长和繁殖。
3. 抑制细菌酶活性:壳聚糖对细菌内的多种酶具有一定的抑制活性,如蛋白酶、DNA酶等。
这些酶在细菌生理代谢和细胞分裂等过程中发挥重要作用,壳聚糖的抑制作用会影响这些酶的正常功能,导致细菌生理活动异常,进而导致细菌死亡。
4. 调节细菌代谢活性:壳聚糖能够影响细菌内的代谢途径,如抑制氧化还原酶活性、影响糖酵解和氧化磷酸化过程等,从而干扰了细菌的正常代谢活动,导致细菌的生长受限或细菌死亡。
总的来说,壳聚糖通过与细菌表面的负电荷吸附和结合、破坏细菌细胞壁、阻断营养供应、抑制酶活性以及调节细菌代谢活性等多种方式发挥杀菌作用。
它对包括细菌、真菌和病毒等在内的多种微生物均具有较强的杀菌活性,因此被广泛应用于医药、食品、农业和环境等领域的抗菌材料和药物研发。
壳聚糖结晶机理
壳聚糖是一种天然高分子有机物,其晶体结构比较复杂。
壳聚糖的结晶机理主要包括以下几个方面:
1.核形成:在溶液中,壳聚糖分子与水分子发生相互作用,通过分子间力的作用形成核心,即晶体的起始点。
2.晶体生长:壳聚糖分子围绕核心聚集,形成晶体。
晶体生长过程受到许多因素的影响,如温度、离子浓度、溶剂类型等。
3.晶体形态:壳聚糖晶体形态决定于壳聚糖分子结构的特点以及晶体生长过程中的各种因素。
晶体形态对壳聚糖的性能和应用起到重要作用。
4.析出动力学:壳聚糖晶体的成长和状态受到化学动力学和热力学影响。
其中,壳聚糖晶体的析出速率与溶液中过度饱和度、温度和其他因素有关。
总之,壳聚糖晶体的结晶机理是一个复杂的过程,需要进一步深入研究和理解。
壳聚糖涂膜对苹果的保鲜效应及其作用机理的研究壳聚糖涂膜对苹果的保鲜效应及其作用机理的研究序号一:引言苹果作为一种常见的水果,不仅口感鲜美,而且富含营养。
然而,其易于腐烂的特性限制了其保鲜时间和市场销售。
为了延长苹果的保鲜期,许多科研机构和企业都对壳聚糖涂膜的保鲜效应及作用机理进行了深入研究。
本文将从深度和广度的角度,全面评估壳聚糖涂膜对苹果的保鲜效应以及其作用机理,并分享个人观点和理解。
序号二:壳聚糖涂膜的保鲜效应壳聚糖是一种天然的生物材料,来源于贝壳、虾类和蟹类等海洋生物的外壳。
壳聚糖涂膜作为一种环保、无毒的包装材料,被广泛应用于食品保鲜领域。
在苹果保鲜方面,壳聚糖涂膜主要有以下效应:1. 降低呼吸速率:苹果是一种呼吸强烈的水果,其呼吸速率高,导致水分流失和品质下降。
壳聚糖涂膜可降低苹果的呼吸速率,减缓呼吸过程中的氧化反应,从而延缓水分损失和品质变差。
2. 抑制乙烯产生:乙烯是控制果实成熟和衰老的关键激素,过多的乙烯会加速苹果的衰老和腐烂过程。
壳聚糖涂膜能够抑制乙烯的产生,延缓苹果的衰老,保持其新鲜度和口感。
3. 减少微生物感染:苹果表面常常存在细菌和霉菌等微生物,它们是引起苹果腐烂的主要原因。
壳聚糖涂膜可以形成一层保护膜,阻隔外界微生物的侵入,减少苹果腐败的发生。
序号三:壳聚糖涂膜的作用机理壳聚糖涂膜对苹果的保鲜效应是由其独特的作用机理所决定的。
主要机理包括:1. 透气性和水蒸汽渗透率:壳聚糖涂膜具有良好的透气性和水蒸汽渗透率,可以调控苹果内外气体交换,维持适宜的气体浓度和湿度环境,延缓腐烂的发生。
2. 抗氧化性:壳聚糖涂膜富含多酚类物质,具有良好的抗氧化性能。
它能够清除自由基、抑制氧化酶活性,保护苹果细胞膜的完整性,从而延缓苹果的衰老和腐烂进程。
3. 抗菌性:壳聚糖涂膜具有一定的抑菌效果,可以抑制苹果表面微生物的生长。
其抗菌机理主要是通过破坏微生物的细胞膜结构,抑制其繁殖和代谢活动,达到保鲜的效果。
壳聚糖的作用机理壳聚糖(chitosan)是一种天然产物,主要由氨基葡萄糖分子组成,具有许多生物活性和应用价值。
它在医学、食品、农业、环境等领域具有广泛的应用。
壳聚糖的作用机理主要涉及以下几个方面:1.抗菌作用:壳聚糖具有广谱的抗菌活性,对多种细菌、真菌和病毒具有杀菌和抑制作用。
其作用机理主要包括破坏细菌细胞膜、抑制细菌生物膜的形成、抑制细菌的生长和增殖等。
此外,壳聚糖还可以与细菌表面的负电荷相互作用,引起细菌细胞膜的脱钙和脱镁,从而使细菌失去活性。
2.凝集作用:壳聚糖能够与细菌、病毒和其他微生物结合形成凝结体,从而使其失去活性。
这是因为壳聚糖中的氨基葡萄糖分子具有正电荷,而微生物表面普遍带有负电荷,使两者之间形成静电吸引力。
通过凝集作用,壳聚糖可以将微生物团聚在一起,从而增强其清除和杀灭效果。
3.降低血脂和血糖:壳聚糖通过抑制脂肪和糖类的吸收和利用,能够降低血液中的胆固醇、甘油三酯和血糖水平,从而帮助预防和治疗高血脂、高血糖等代谢性疾病。
其机理主要涉及抑制胆固醇合成酶和糖酵解酶的活性,阻断脂肪和糖类的代谢途径。
4.保护肝脏:壳聚糖具有显著的肝保护作用,可以减轻肝脏损伤和促进肝脏再生。
其作用机理主要包括抗氧化作用、增强细胞色素P450酶活性、促进胆红素的排泄和抑制肝纤维化等。
这些作用可以帮助减少肝脏受到损伤的程度,促进肝细胞的修复和再生,从而保护肝脏功能的正常运作。
5.抗肿瘤作用:壳聚糖具有一定的抗肿瘤活性,可以抑制肿瘤细胞的生长和扩散,促进肿瘤细胞的凋亡和自噬。
其机理主要包括调节肿瘤细胞的信号转导、影响细胞周期的进程、干扰肿瘤细胞的代谢和促进免疫系统的活性。
壳聚糖还可以通过与化疗药物的结合增强其作用,减少对正常细胞的毒性。
总之,壳聚糖具有多种生物活性和应用价值,其作用机理主要涉及抗菌、凝集、降血脂、降血糖、保护肝脏和抗肿瘤等方面。
随着对壳聚糖的深入研究,相信其更多的作用机理将被揭示出来,并在更多的领域得到应用。
壳聚糖加强骨组织生物修复机理解析骨组织是人体中最重要的结构之一,具有支撑身体、保护内脏和参与骨骼运动等重要功能。
然而,骨组织容易受到外界损伤和疾病的侵袭,导致骨折、骨质疏松和骨缺损等各种问题。
为了促进骨组织的愈合和修复,许多研究人员致力于寻找新的治疗方法和材料。
壳聚糖作为一种生物可降解的聚合物材料,已被广泛研究,其在骨组织生物修复中具有重要的作用。
壳聚糖是一种天然聚合物,主要存在于海洋生物中,如虾、蟹、贝壳等。
它具有生物相容性、生物降解性和生物可吸收性等优良特性,对人体无毒副作用,因此被广泛应用于医学领域。
壳聚糖加强骨组织生物修复的机理主要涉及以下几个方面:1. 促进骨细胞生长和增殖:研究表明,壳聚糖能够促进骨细胞的增殖和分化,从而提高骨组织的新生和修复。
壳聚糖可以通过调控一系列与骨细胞增殖和分化相关的信号通路来促进骨细胞的再生。
例如,壳聚糖可以通过激活Wnt/β-catenin信号通路和增加TGF-β1的分泌来促进骨细胞增殖和骨基质合成。
2. 促进骨基质沉积:壳聚糖可以促进骨细胞合成和分泌骨基质,从而增加新骨的沉积,并加强骨组织的力学性能。
壳聚糖可以通过刺激骨细胞产生胞外基质蛋白、胶原蛋白和骨基质硫酸葡聚糖等物质,促进骨基质的形成和沉积。
3. 促进血管生成:血管生成是骨组织修复过程中必不可少的一步,壳聚糖通过促进血管内皮细胞的增殖和迁移,以及诱导血管生成因子的表达,可以增加新生血管的密度和分布,提供充足的血液供应和氧气供应,促进骨组织的修复和再生。
4. 抗炎作用:壳聚糖具有抑制炎症反应的作用,可以通过抑制炎性介质的释放和炎症信号通路的调节,减轻骨组织受损区域的炎症反应,促进骨组织的修复和再生。
5. 促进骨组织再生的免疫调节作用:壳聚糖可以调节免疫反应,并促进骨组织再生。
壳聚糖可以通过调节T细胞的分化和功能、调节巨噬细胞的活化和极化等机制,促进骨组织的修复和再生。
总之,壳聚糖作为一种生物可降解的材料,在骨组织生物修复中具有重要的作用。
壳聚糖类造纸助剂的作用机理及应用随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,纸及纸制品的需求发生了明显的改变,特种纸、加工纸、高档纸供不应求,国家花费大量的外汇进口这类产品。
为了改变这种状况,行之有效的方案之一是研制、开发相应的造纸化学品。
当前广泛使用的造纸湿部助剂主要有合成高分子和天然高分子,前者虽然具有许多优势,如成本低、性能独特等,但基本上均为石油下游产品,而现存的石油资源短则数十年、长则一百年左右将会枯竭;而且这类合成高聚物绝大多数都不能生物降解,有的甚至有毒性,对生物、生态有不利的影响。
显然,科学的发展观直接影响新型造纸助剂的开发领域。
天然高聚物以其可再生、无毒、生物相容、环境友好、来源丰富,性能优良等特性,日趋受到人们的青睐,正逐步取代合成聚合物。
工业上常使用的天然高聚物主要有淀粉及其改性物、纤维素及其改性物、瓜尔胶及其改性物、蛋白质及改性物,但普遍存在着用量大、效果欠佳等不足,如淀粉作内部添加剂在纸张上留着性能差、易产生沉积等。
而分子结构与纤维素极其相似、易改性的壳聚糖则早已被造纸化学品研究人员中的有识之士所关注。
近年来,国内外对甲壳素及其衍生物在造纸业中的开发利用的研究非常活跃;其中,日本的研究最广泛,包括纸张施胶、增强、助留助滤、整饰和造纸废水处理,以及以壳聚糖为主要组分抄造特种纸等,申请了大量的专利,并有许多成熟的工业产品问世。
我国近期也有一些机构从事该项研究工作,主要集中在增强、助留助滤、特种纸上,发展势头良好。
为使读者了解这一方面的新近研究和发展方向,本文在总结前人工作的同时,结合笔者近期研究的结果,就壳聚糖及其衍生物在造纸工业上的各类应用及作用机理作一综述。
1 壳聚糖及其衍生物在造纸工业中的应用壳聚糖及其衍生物能与纤维素强烈作用,是一种性能优良的造纸助剂,迄今发表的大量有关的研究报道及专利文献,几乎涉及到造纸工业的各个工序。
1.1 表面施胶剂或辅助施胶剂草类纤维抄造出的纸张品质一般较差,壳聚糖强度高,成膜性好,与纤维素间的作用大,因而壳聚糖作草浆纤维纸张的表面施胶剂更有实际意义,可大幅度改善纸张性能。
0.1~1g/m2 壳聚糖涂布于成纸表面上,能提高纸张的表面强度、柔软性及印刷性能。
加入N 一烷基壳聚糖纤维于硫酸盐浆中,抄造出的纸张有高的撕裂度、耐折度。
与松香胶相比较,壳聚糖作表面施胶剂时,有更高的干湿强度、耐破度、撕裂度,印刷性能、耐水性能及电绝缘性能。
新闻纸、印刷纸、地图纸用、(氰乙基壳聚糖)=1%表面处理,在不影响光泽度的前提下,能提高裂断长、耐破度、耐折度等,而且适合于多种浆料所抄纸张,可作为半化学浆、亚硫酸盐浆、硫酸盐浆、棉纤维、亚麻纤维纸张的表面施胶剂。
壳聚糖与淀粉或聚乙烯醇共混,也可作为表面复合施胶剂使用,质量比为1:9~9:1,以10%的比例作纸张表面施胶剂,纸张的撕裂度和断裂长可提高0.75~1 倍;壳聚糖/氧化淀粉共混,对双面胶版纸、铜版纸、晒图纸、静电复印纸表面施胶,可明显提高纸张的力学性能、印刷适性、染色鲜艳性。
壳聚糖及其衍生物也可用于浆内施胶剂的增效。
用烷基二烯酮(AKD)施胶时,在浆料中加入w [壳聚糖(醋酸或盐酸溶液)]=0.1 % ~0.4%,与环氧氯丙烷聚酰胺树脂(PAE比较,能有效提高AKD的留着率、填料的留着率及施胶度。
这是由于加入到浆料中,壳聚糖阳离子被吸附到阳性AKD乳胶的阴离子部位,使AKD乳粒带上了正电荷,可与带负电荷的纤维吸附,从而提高了AKD的留着率。
用w( AKE)=0.05 %或娅烯基唬珀酸酐(ASA):=0.01 %施胶时,加入(壳聚糖)=0.5%,w(羧甲基纤维素)=1%或w(羧乙基纤维素)=1%时,均可提高胶料的留着率,施胶度都可达到38s。
1.2 纸张增强剂理想的增强剂通常应具备一定的条件:(1 )线型水溶性聚合物,相对分子质量大,成膜能力强,对纤维有足够粘合强度;(2)与纤维素有好的相容性,不破坏纤维素分子间的氢键;(3)功能基团能充分接触纸纤维,且能通过离子键或氢键与之牢固结合;(4)无毒、可生物降解的天然产物。
壳聚糖能满足上述条件,因而是理想的纸张增强剂。
壳聚糖作为纸张增强剂的作用机理有着大量的文献资料,目前一般认为它能从三个方面提高纸张的机械强度,即干强度,湿强度及初始湿强度。
1.2.1 干强剂壳聚糖加入到浆料中,首先被带负电的纤维素的表面吸附,成纸时填充于纤维之间,这种填充作用必将增大纤维间的结合面积,同时分子上的众多基团与纤维表面上的基团彼此间形成相应的化学键(氢键、离子键),在干燥过程中,水分的蒸发为壳聚糖一纤维素分子间的化学作用提供了更多的机会,即可形成更多的氢键,从而提高纸张的强度。
w (壳聚糖)=0.5 %与w (阳离子淀粉)=0.05 %和w (环氧氯丙烷聚酰胺)=0.01 %复配,作阔叶木浆增强剂,成纸裂断长达4. 0 km,Allan 等研究表明,生产印刷纸的纸张强度与壳聚糖颗粒的大小成反比,与脱乙酰度成正比;对于打浆度高或低的浆料,抗张强度都有明显地提高,其干增强效果比某些常用助剂,如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺要更好些。
将w (壳聚糖)=0.5 % ~2%喷洒到成形的湿纸页上,抗强度和耐破度得到提高,撕裂因子稍有下降。
实验还发现,添加剂的添加方式对纸页强度也有影响,通过喷雾方法将壳聚糖喷洒于纸页上,效果最好(量少、经济、方便);用碱液使溶解的壳聚糖沉淀于纤维上,抄造出的纸页的强度次之;让溶解的壳聚糖吸附于纤维表面后抄造出的纸页,其强度增大的壳聚糖与其他试剂的共聚物往往具有更好的复合增强效果,Slagel 等将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2- 甲基丙基磺酸与壳聚糖共聚后加入到浆料中,替代壳聚糖,在同等条件下抄制手抄片,其耐破强度和抗张强度分别比空白纸页提高54.4%和22,1 %,而单纯的壳聚糖仅提高12. 1 %和18.5%。
壳聚糖与阳离子淀粉接枝共聚,能有效地提高纸的物理强度,并促进填料的留着,最佳用量为w (共聚物)=1.0%;与空白纸相比,断裂长提高了77.8%, 耐破度提高了44.7%,其增强效果优于阳离子淀粉和壳聚糖。
Laleg等研究表明:在pH =5时,w (壳聚糖)=2%可使裂断长提高了8.4%,抗张能量吸收提高24.5%,撕裂指数提高7.7%,戳穿指数提高23%当pH=10时,上述参数分别提高68% ,234 %, 53%,及106%。
1.2.2 湿强剂壳聚糖也能增加湿强度。
由于浆料经漂白等氧化作用后,纤维素、半纤维素分子上含有一定的醛基,这些醛基在一般的纸抄造过程中就能与壳聚糖上的氨基作用,生成Shiff 碱,从而提高了成纸的湿强度。
此外,壳聚糖在碱性条件下沉积于浆料表面上时,能大幅度提高湿强度,如当湿度为60%,pH=10,壳聚糖用量为2g/100 g纤维时,其湿强度提高4倍多。
pH =5 时,湿强也能增加3倍以上。
壳聚糖盐(0.1 g/100g 纤维)与环氧聚酰胺树脂(0.2 g/100 g 纤维)的混合溶液加入到漂白化学浆中,抄造出的纸张有高的干、湿强度。
1.2.3 初始湿强剂Allan 等最早发现,将壳聚糖喷洒在从未干燥过的纸片上时,湿纸幅强度明显提高;Laleg等也发现,w (壳聚糖)=1%加入到40%固含量的磨石磨木浆湿纸幅上,当pH=5,7.5 及9 时,湿纸幅的撕裂长分别提高50%,60%,及100%。
这与许多增强剂不同,普通的增强剂通常不增加湿纸强度,有的甚至会降低这一参数。
因此,壳聚糖既可提高成纸的物理机械性能,又能改善纸机设备运行效率,特别适合碱性造纸体系。
1.3 助留助滤剂季铵化的壳聚糖和酸性溶液中的壳聚糖都是聚阳离子高分子化合物,可通过电荷中和作用,几乎完全吸附于浆料中的纤维、细小纤维、溶解性的半纤维素及亲脂抽出物等胶体状物的表面之上,与溶解性的碳水物,如 3 -、丫-纤维素间生成聚电解质复合物;与无机填料存在静电中和、桥联、镶嵌及氢键作用,并使之絮凝,因而可提高浆料中的细小纤维、填料以及各种助剂的留着率。
Seika 研究聚氧乙烯在脱墨新闻纸浆中的留着时发现,壳聚糖比传统的酚醛树脂效果好、使用量少。
Allen等在比较壳聚糖、线型聚氧化乙烯(PEO卜阳离子聚丙烯酰胺(PAM),支化的聚乙烯胺、胶体SiO2 及支化聚酚树脂的助留助滤性能时发现,与酚醛树脂相结合的PEO具有最好的助留助滤性能,其次就是壳聚糖。
Allen等在研究热磨机械浆(TMP)新闻纸生产的留着及封闭水循环体系时发现,与阴离子PAM和非离子PEO相比,壳聚糖对封闭水循环体系不利,主要是由于封闭循环造成体系电荷累积。
如改用两性电解质的壳聚糖衍生物,即可解决此问题。
Jason等也发现壳聚糖对TMP的助留作用还会受到助留程序的影响。
壳聚糖也能引起机械浆的絮凝,增大浆的游离度,提高留着率,降低白水的浓度,改善抄纸的滤水性能。
在pH=7.5时,使用w (壳聚糖)=1 %能使磨石磨木浆(SGW加拿大标准游离度从80mL提高到227mL,动态流水仪留着率从75%提高到87%作者近期发现,壳聚糖季铵盐更易絮凝细小纤维,更易与溶解性和胶体状的碳水化合物复合:这些现象均导致浆料的留着、滤水性能提高,如打浆度下降近30%,对填料的留着率也大幅度提高,其最佳絮凝浓度仅为阳离子淀粉的5%~10%。
1.4 壳聚糖用于造纸废水处理壳聚糖用于黑液处理,与HE ( Hexamethlene diamine epichlorohycdrin) , 聚乙烯亚胺(PEI)、PAM等化学试剂比较,壳聚糖效果最好,TOC除去率达70%黑液颜色除去率达90%明显高于HE,PEI,PAM,分离的木素可综合利用。
Zhang,Tong等使用酶和絮凝剂处理漂白废水时,发现壳聚糖比硫酸铝对AOX,TOC和颜色的除去率要高得多。
1.5 纸张整理剂用壳聚糖对纸张表面处理,可以进一步提高其抗油、抗水、机械强度和光泽度。
羟甲基甲壳素和水溶性壳聚糖有很好的效果,Joyce 等研究梭甲基壳聚糖对涂层结构、流变及脱水性能的影响时发现,羧甲基壳聚糖比海藻酸钠和梭甲基纤维素更有效。
壳聚糖涂布纸页可提高喷墨打印纸的光泽度。
用二丁酰基甲壳素和壳聚糖涂布纸张,其抗油和密封性能极好,机械强度也有很大提高。
1.6 壳聚糖用于特种纸以壳聚糖为主要材料或配以适当的纸浆,按纸张的抄造方法制备各种特种纸,有的已工业生产,如医用功能材料、肠衣、抗菌食用纸和食品包装纸。
85%脱乙酰度的壳聚糖41.5 g,与水3 890 g ,醋酸59 g 混合溶解,然后加入w (氢氧化钠)=20 %的水溶液98. 7g、将所得的悬浊液通过造纸的方法抄造成纸,该壳聚糖纸在20C ,60%相对湿度下具有5.0kg/mm2 的抗张强度。
壳聚糖由于带有氨基,可抑制酵母菌和乳酸菌的生长,包装食品可延长食品的保存期。