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壳聚糖及其应用孙冀平(大闽食品有限公司,上海 200050) 摘 要:壳聚糖为甲壳素脱乙酰化的产物,其应用研究已取得较大进展,并且已有相当部分进入实用阶段或商品化阶段。
壳聚糖的应用面广,它在生物学、医学领域以及食品、化妆品、环保、纺织、印染、造纸等工业上均有较大的应用价值。
关键词:壳聚糖;甲壳素;应用 中图分类号:TS20213 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2005)05-0083-04Chit o san and its app li ca ti o nSUN J i2p i n g(Da m in Food stuff Co.,L td.,Shanhai200050)Abstract:Chit osan was the de2acetyl chitin,its app licati on study was made the big p r ogress,and there were the very part of having entered p ractical or commercialize stage.The app lied of the chit osan W as very extensive,itwas in bi ol o2 gy,medical science real m and f ood,cos metics,envir on mental p r otecti on,s p in and weave,p rint t o dye,deckle in2 dustry all contain bigger app licati on value.Key words:chit osan;chitin;app licati on壳聚糖(chit osan)为甲壳素的脱乙酰化的产物,是一种天然的生物高分子线形多糖。
在自然界中,壳聚糖广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳,贝类、软体动物(如鱿鱼、乌贼)的外壳和软骨,高等植物的细胞壁等,每年生物合成的资源量高达100亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在10亿吨以上,可以说是一种用之不竭的生物资源。
甲壳素及壳聚糖的制备与利用
甲壳素和壳聚糖是生物多糖，具有广泛的应用。
它们主要来源于海洋生物，如海藻、海参、单细胞藻类等，也可以从非海洋生物中分离纯化而来，如硅藻中的甲壳素，以及禾谷科植物的壳聚糖。
甲壳素和壳聚糖的制备方法包括离子交换法、溶剂萃取法、乳化-凝胶法、气相法、水解法等，但以水解法为主，因其简便性、成本低廉、效率高、成品纯度高等优势。
在水解中，一般采用酶进行水解，如α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶等，也可以采用酸性碱性溶液进行水解。
利用甲壳素和壳聚糖可以制备各种复合材料，如复合膜、复合无纺布、复合涂料等，具有良好的抗水蚀性能、抗紫外线性能、耐腐蚀性能等，可用于食品包装、水处理、生物医学等领域。
此外，它们还可以用于制备含有药物的纳米粒子、纳米复合材料、纳米纤维素以及药物输送体系等，以及制备生物活性物质、抗菌剂、抗炎剂、抗癌剂等。
甲壳素的应用研究与展望刘淑君090524115摘要：从虾和蟹的壳中提取的甲壳素是一种非常重要的生物材料，应用范围十分广阔，在食品，医药，环保等领域有极其广泛的用途，它在制成人造皮肤, 隐形眼镜, 化妆品, 纸张、食品等方面起着其他材料所无法替代的重要作用, 尤其在整个国际社会日益重视环境的今天, 它在污水处理和用来生产可自然分解的薄膜包装材料上大有用武之地,甲壳素的研究开发已成为世人瞩目的高新科技领域和获利颇丰的新兴产业。
本文主要介绍了甲壳素的应用以及国内外研究进展。
关键词：甲壳素，壳聚糖，应用，发展前景前言甲壳素广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内。
这些虾壳原本是废弃物，几乎成为环境污染源，经过近40多年国内外学者研究，竟变废为宝，一跃成为跨世纪的引人瞩目的全球性热门科研课题，并竞相开发出一系列的甲壳素类高科技产品，应用于工业、农业、国防、化工、环保、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。
至今，国内发表的甲壳素研究成果已超过400多项，我国甲壳素事业呈现出欣欣向荣的发达景象，一些发达国家争相投入大量资金对甲壳素进行深入研究开发。
目前甲壳素是日本政府惟一准许宣传疗效的机能性食品。
1993 年日本厚生省受理了甲壳素作为癌细胞转移抑制剂静门注射药品的申请。
1996年，甲壳素又通过了美国药品、食品管理局(FDA)及欧共体(EC)检测，核准在美国、欧洲市场销售。
甲壳素的研究开发及其商业产品已出现了全球竞争趋势，并将保持持续稳定的高速发展趋势。
1.甲壳素分子组成和分布1. 1甲壳素分子组成甲壳素又名甲壳质和壳多糖,是法国科学家布拉克诺1811 年首次从蘑菇中提取的一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体, 被命名为Fungine( 茸素) 。
1823年法国科学家欧吉尔( Odier)在甲壳动物体外壳中也提取了这种物质, 并命名为几丁质和几丁聚糖, 是几丁胺粉的合称。
经结构分析甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物, 它由几丁质与几丁糖组成, 是天然无毒性高分子, 并且具有生物可分解性, 它的构造类似于纤维素, 由1 000~ 3 000个n- 2葡萄糖胺聚合物组成, 属于直链氨基多糖。
收稿日期:20061028作者简介:吕全建(1963),男,河南新密人,副教授,硕士,主要从事饲料有机合成研究工作。
绿色饲料添加剂甲壳素、壳聚糖的应用前景吕全建,王建玲(郑州牧业工程高等专科学校,河南郑州450011)中图分类号:S816 文献标识码:A 文章编号:10043268(2007)02011202 目前,随着环保和食品安全方面的压力增大,寻找绿色饲料添加剂已经成为研究的热点。
在自然界中含量丰富的甲壳素(又名甲壳质、几丁质等),是由N -乙酰氨基葡萄糖聚合而成的多糖,其每年生成量约为1000亿t [1],其中,10%来源于海洋,产量仅次于纤维素,主要存在于昆虫类及水生甲壳类等无脊椎动物的外壳以及真菌类的细胞壁。
甲壳素经脱乙酰化处理后得到壳聚糖。
通常将甲壳素去乙酰基程度达70%以上的产物称为壳聚糖(又名甲壳胺、脱乙酰甲壳素等)[2]。
1983年日本率先开展了甲壳素的开发研究,1989年将其首次用于皮肤癌和肺功能障碍疾病获得成功,此后,陆续作为保健食品和临床开发应用。
欧美国家非常重视甲壳素与壳聚糖的研究,将其誉为蛋白质糖、脂肪、维生素和矿物质之后的第六生命要素[2]。
壳聚糖具有优良的生物相容性,可被溶菌酶溶解,也可生物降解,其代谢产物无毒,且能被生物体完全吸收,在医药、食品、化妆品、农业及环境等方面应用较为广泛。
而壳聚糖作为一种极有潜力的绿色饲料添加剂,只是在近几年才开始进行研究开发的。
我国在20世纪50年代就已对甲壳素的制备和应用进行了一定研究,但此后报道却不多见。
进入20世纪90年代,我国才开始重视甲壳素资源的开发利用,并取得了不少成果。
在动物体内,壳聚糖可吸附脂类,减少胆固醇等甾醇的吸收,降低血液中胆固醇、甘油三脂含量,是一种值得研究开发的饲料添加剂[3,4]。
笔者将对近年有关甲壳素、壳聚糖在饲料中的应用效果进行总结分析。
1 甲壳素、壳聚糖在畜禽饲料中的应用1.1 在家禽饲料中的应用1.1.1 降低饲粮脂肪消化、吸收和体脂沉积 肉鸡脂肪过多是一个国际性问题,虽经过新品系选育等方法来控制体脂的沉积,但仍存在较大的问题[5,6]。
甲壳素及其衍生物壳聚糖的应用研究进展(chitin)又名几丁质，是自然界中含量仅次于纤维素的一种多糖，同时，也是地球上数量最大的含氮有机化合物。
其在自然界中主要存在于节肢动物(主要是甲壳纲如虾、蟹等，含甲壳素高达58%～85%)、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真菌等中，另外在动物的关节、蹄、足的坚硬部分，自从1811年法国科学H·Braconnnot发现甲壳素以来，甲壳素逐渐被认识和利用。
近年来，国内外相关的研究日趋活跃，甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素[1]。
甲壳素和壳聚糖经过改性之后生成的改性高分子具有无毒，可完全被生物降解、在自然界形成良性循环等诸多优点，显示了良好的应用前景。
本文主要介绍近年来甲壳素/1Papineau等认为，由于壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用，使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏，从而达到抗菌、杀菌作用。
他们研究发现，用量为0.2mg/ml的壳聚糖乳酸盐对大肠杆菌具有较好的抑制作用，而且壳聚糖谷氨酸盐对酵母菌如酿酒酵母的繁衍也具有较好的抑制效果，1mg/ml的壳聚糖乳酸盐会使酵母菌在17min内完全失去活性。
Sudharshan等指出，由于壳聚糖可渗入细菌的核中并和DNA结合，抑制mRNA的合成，从而阻碍了mRNA与蛋白质的合成，达到抗菌作用。
他们研究了水溶性壳聚糖如壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷氨酸和壳聚糖氢化谷氨酸对不同细菌增殖的影响。
结果发现，壳聚糖乳酸盐和壳聚糖谷氨酸盐对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有较好的抗菌作用。
Chen等[2]研究了脱乙酰度为69%的壳聚糖、磺化度为0.63%的壳聚糖、磺化度为13.03%的壳聚糖和硫代苯甲酰壳聚糖对牡蛎的防2败变质，从而缩短肉制品的贮存寿命和破坏肉制品的风味。
Darmadji和Izumimoto研究了用壳聚糖处理的牛肉的氧化稳定性效果。
作者简介:陈煜(1979-),男,甘肃天水市人,博士研究生,研究方向为甲壳素、壳聚糖的改性及应用,E mail:bityuchen@甲壳素和壳聚糖在伤口敷料中的应用陈 煜1,窦桂芳2,罗运军1,谭惠民1(1北京理工大学材料科学与工程学院,北京 1000812军事医学科学院野战输血研究所,北京 100850)摘要:天然高分子甲壳素和壳聚糖以其良好的生物相容性、生物可降解性、无毒、止血、止痛、抗菌、促进伤口愈合并减少疤痕等优点,在伤口敷料方面的研究正在引起人们的重视。
本文对甲壳素和壳聚糖适于作为伤口敷料的优异性能从机理上进行了讨论,并介绍了通过甲壳素、壳聚糖及其衍生物制备性能优异的伤口敷料的研究进展。
关键词:甲壳素;壳聚糖;伤口敷料;机理皮肤是人体的重要器官,它起着控制体温,防止感染及体液流失,免疫及传感的作用。
由于创伤、擦伤、皮肤溃烂和烧伤等原因,可能导致皮肤的大范围伤害。
皮肤的损伤容易造成细菌感染,体液流失并引起各种并发症[1]。
通常采用伤口敷料对伤口进行保护,防止伤口的感染和脱水,在伤口处维持有利于治疗的潮湿环境,改善治疗效果,促进伤口愈合。
通常对于伤口敷料有如下要求[2~7]:(1)具有与人体皮肤相近的柔软性能,在湿润时也能保持一定的形态和强度;(2)能保持创面的湿润环境,有较好的吸收伤口分泌物的能力,并有一定的透气性;(3)敷料无毒,对人体不发生有害的反应和刺激,而且必须能够阻止细菌进入创面以防止造成二次感染,避免伤口接触粒子和有毒的污染物,无热源;(4)最好有止血、止痛等作用,可促进肉芽生长和皮肤再生,加速愈合,减少疤痕;(5)贮存稳定性好,最好具有可降解性能,废弃物对环境不产生污染。
甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳以及菌、藻类低等植物的细胞壁中提取出的天然高分子材料,是自然界中仅次于纤维素的第二大生物衍生资源。
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物,是自然界中唯一的碱性多糖。
一般来说,甲壳素的N -乙酰基脱去50%以上就可以称为壳聚糖[8]。
谢长志:男,1979年生,硕士研究生,主要研究方向为功能高分子 刘俊龙:通讯联系人 Tel :0411281227868 E 2mail :junlongliu @甲壳素与壳聚糖的改性及应用谢长志,王 井,刘俊龙(大连轻工业学院化工与材料学院,大连116034) 摘要 甲壳素、壳聚糖及其衍生物是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。
概述了甲壳素、壳聚糖的结构、性质及其化学改性和共混改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。
关键词 甲壳素 壳聚糖 化学改性 共混改性 应用Modif ication and Application of Chitin and ChitosanXIE Changzhi ,WAN G Jing ,L IU J unlong(School of Chemistry Engineering &Material ,Dalian Institute of Light Industry ,Dalian 116034)Abstract Chitin ,chitosan and their ramifications are nature macromolecules.With the investigation ,theircontents and applications are broad.The article summarizes the structures ,properties ,chemical modifications ,blend 2ing modifications ,applications of the chitin and chitosan 1K ey w ords chitin ,chitosan ,chemical modification ,blending modification ,application0 前言甲壳素(chitin )学名为:β2(1,4)222乙酰氨基222脱氧2D 2葡萄糖,为白色或灰白色无定型、半透明固体[1],广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内[2]。
壳聚糖壳聚糖（chitosan）系甲壳质（chitin)脱去乙酰分子基团后的物质称，也称脱乙酰甲壳素、几丁聚糖、甲壳胺、壳多糖等。
九十年代，该产品自日本进入中国市场后被称呼为“救多善”、“基多酸”等。
壳聚糖是自然界唯一带阳离子的天然活性多糖，被成为人体第六生命要素，在日本被确定为唯一可以宣传疗效的保健食品，可以广泛运用在食品、医药、保健、日化、农业、环保等多个领域。
食品级壳聚糖：食品级壳聚糖采用寒冷水域的、无污染的、多年生蟹壳（一般为阿拉斯加雪蟹壳），依靠尖端的生物生化技术生产而成，安全可靠、有益健康。
壳聚糖功能作用：保健品领域提高机体免疫力、降血压、降血糖、降血脂、调节胆固醇、抑制癌细胞、排出体内重金属、增殖肠道有益菌；食品领域保健保健品原料、食品添加剂、食品增稠、营养液澄清、果汁澄清、水果保鲜、食品防腐、果酒脱酸、葡萄酒脱酸。
生物医用材料：人工皮肤、手术缝合线、创伤生物敷料、人工器官、隐形眼镜、人工血管、神经修复导管等。
医药领域：药物缓释控释、医药敷料、治疗溃疡、治疗烧伤烫伤、医疗器械、抗菌消毒产品、医用纱布等。
日化领域：护肤化妆品、固发剂、头发整理剂，洗发香波，功能性护肤品等。
其它：环保领域废水处理、重金属和放射性元素吸附、大分子物质絮凝回收、生活用水净化等。
造纸领域造纸增强剂、造纸助留剂、造纸中性胶等。
烟草领域烟草薄片胶、烟草过滤嘴。
纺织印染纺织整理剂、印染助剂。
农业领域促进生长、抑制病害、提高品质。
功能材料各种膜材料等等。
壳聚糖的优势我公司生产的医药级和食品级壳聚糖，100％以北冰洋附近寒冷水域生长的阿拉斯加深海雪蟹壳为原料，采用现代高科技手段，依靠严格的质量控制体系提取精制而成，完全符合欧美等发达国家产品质量标准要求，现已长期销往美国、德国、加拿大、荷兰、日本、韩国等30多个国家和地区。
本公司采用的蟹壳原料，通过本公司驻加拿大的海外分支机构直接进口，质量保证，渠道畅通。
壳聚糖的应用保健品原料：壳聚糖作为保健品原料，一般设计人体每天用量约为1g-3g；0＃胶囊灌装量一般设计为0.2g-0.5g/粒，每粒胶囊的灌装量与原料的密度有关。
