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第五章甲壳素和壳聚糖

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第五章甲壳素及其衍生物的制备ppt课件

第五章甲壳素及其衍生物的制备ppt课件

形成的半透膜能改变果实组织内部气体组成和 降低蒸发损耗，抑制水果腐烂变质。
2019 21
2、抗菌防腐：
防腐剂：早期的化学防腐主要有甲醛、硝酸
盐类等高毒产品，以后又研究出苯甲酸、 苯甲酸钠、脱氢醋酸钠、双乙酸钠等等数 十种各类化学合成食品防腐剂。
2019
-
22
防腐剂发展方向：
天然、安全、广谱： ①微生物源的乳酸链球菌素、那他霉素、红曲霉 素等；
2019


乙酰基。
-
13
（二）甲壳低聚糖（Mw<10000）的制备 1、酸水解法 壳聚糖糖苷键在强酸作用下易水解，条件不易 控制、选择性差、分离纯化难、产量低。 常用：HCl水解法 2、酶水解法： ①甲壳素酶：多酶体系 内切甲壳素酶、N乙酰葡糖胺酶、外切甲壳素 酶。 水解甲壳素成单糖、甲壳二糖、甲壳三塘或低 聚糖。
2019 18

4、食醋防沉淀剂

食醋常产生沉淀，影响商品价值
原因：金属离子和单宁酸之类的酚类物质化合 所致 生产过程中，若通过甲壳素吸附柱，能有效除 去酚类物质，


食醋贮藏一年以上或在60℃以上高温贮藏也不 会产生沉淀。
2019 19
5、处理食品加工废水

壳聚糖的螯合作用脱乙酰化产物结晶性的下降 和脱乙酰化度的提高而增加；

海洋生物的生成量：10亿吨，用之不竭
2019
-
4
二、甲壳素化学结构

自然界中唯一带正电荷的 一种天然高分子聚合物，


属于直链氨基多糖
分子式：(C8H13NO5)n

氧原子将每个碳原子的糖
环连接到下一个糖环上，
侧基团挂在这些环上。

甲壳素与壳聚糖综述

甲壳素与壳聚糖综述

甲壳素与壳聚糖综述甲壳素是自然界中最丰富的氨基多糖类有机资源，广泛存在于甲壳纲动物虾蟹的甲壳、昆虫的甲壳、真菌(酵母、霉菌)的细胞壁和植物(菇类)的细胞壁中，它通常与蛋白质、钙质等结合在一起,形成生物体的支撑组织。

在海洋中甲壳类动物就有两万多种，其中最主要的品种有100多种，各种虾类和蟹类是最主要的甲壳类水产。

甲壳素的自然年产量大约与纤维素差不多，估计每年生物合成的甲壳素达100亿吨。

全世界每年水产加工后的甲壳素废弃物约为140多万吨,甲壳素在我国有丰富的自然资源,如何充分利用这一宝贵的自然资源,长期以来一直是人们探索的课题。

早在1811年,H.Bracohnot首次从蘑菇中分离出甲壳素,并命名为“fangin”。

1823年,A.Odier发现昆虫的外皮上分布有大量的甲壳素,并用希腊语命名为“chitin”。

1859年,C.Rouget用浓氢氧化钾处理甲壳素,使其脱乙酰化,制备出能溶于稀有机酸的物质。

1894年Hoppe-seiler[1]将该物质命名为壳聚糖。

1937年,Iobell等人发现能把甲壳素水解成甲壳素低聚糖的甲壳素酶; 1973年,Eveleighdeng等人发现能把壳聚糖水解成低聚糖的壳聚糖酶。

壳聚糖酶对生物体自溶、形态发生和营养代谢中具有一系列重要作用,同时一些疾病和生物共生现象也与壳聚糖酶有关。

1977年,日本人首次将壳聚糖作为天然絮凝剂处理废水。

同年,在美国波士顿召开第一次有关甲壳素/壳聚糖的国际会议。

从此,甲壳素的开发应用在世界范围内形成一股热潮[1]。

甲壳素及其衍生物由于其优异的生物性能而具有广泛的应用前景，对其物理与化学结构的研究也一直是高分子材料领域所关注的热点。

随着现代化表征手段的建立和应用，对甲壳素及其衍生物的化学结构，超分子结构以及它们的应用研究得到了极大的发展。

甲壳素及其衍生物己被广泛应用于农业、食品添加剂、化妆品、抗菌剂、医疗保健以及药物开发等众多领域，其中尤为重要的是生物医用领域。

甲壳素与壳聚糖

甲壳素与壳聚糖
壳聚糖
壳聚糖具有良好的水溶性、生物相容性和生物活性，能够 被生物体内的酶降解。
总结
甲壳素和壳聚糖在性质上的差异主要表现在水溶性和生物降解 性上，甲壳素不易溶于水且不易被生物降解，而壳聚糖具有良
好的水溶性和生物降解性。
应用比较
甲壳素
甲壳素在医学、环保、农业等领域有广泛应用，如制备人工皮肤、药物载体和生物材料 等。
食品工业
02
03
环保领域
甲壳素和壳聚糖在食品工业中的 应用将更加广泛，如食品添加剂、 保鲜剂、食品包装材料等。
甲壳素和壳聚糖在环保领域的应 用将得到发展，如污水处理、土 壤修复等。
甲壳素与壳聚糖的环境影响
减少环境污染
随着提取技术的发展，甲壳素和壳聚糖的生产过程将 更加环保，减少对环境的污染。
资源化利用
甲壳素和壳聚糖的废弃物将得到有效利用，实现资源 化利用，减少浪费。
生态平衡
合理利用甲壳素和壳聚糖资源将有助于维护生态平衡， 促进可
抗菌性
壳聚糖具有广谱抗菌活性，能够抑制多种细菌的 生长繁殖。
生物降解性
壳聚糖可被微生物分解为低分子物质，最终分解 为水和二氧化碳，具有良好的生物降解性。
壳聚糖的应用
食品添加剂
壳聚糖可用于食品保鲜、增稠、稳定等功能， 提高食品品质和口感。
医疗领域
壳聚糖在医疗领域可用于制作止血纱布、药 物载体、组织工程支架等。
02 壳聚糖简介
壳聚糖的来源
甲壳素
壳聚糖是甲壳素经过脱乙酰化反应后 得到的，甲壳素广泛存在于虾、蟹等 甲壳动物的外壳以及菌类、昆虫等节 肢动物的外骨骼中。
提取过程
通过酸碱处理、脱钙、脱蛋白等步骤 ，将甲壳素脱去乙酰基，得到壳聚糖 。

《甲壳素和壳聚糖》课件

《甲壳素和壳聚糖》课件
《甲壳素和壳聚糖》PPT 课件
甲壳素和壳聚糖是两种重要的生物聚合物，具有广泛的应用领域和研究价值。 本课件介绍甲壳素和壳聚糖的概念、特点、生产过程以及应用场景，探讨其 在纳米材料、环保材料和生物医药应用中的研究进展。
甲壳素和壳聚糖的定义
甲壳素是一种存在于甲壳类动物外骨骼和植物细胞壁中的多糖，具有高分子 量和结构复杂性；壳聚糖是由甲壳素水解而成的聚合物，具有多种化学官能 团。
工业原料
甲壳素和壳聚糖可以用于制备纤维素膜、水凝 胶、滤材和纺织品等工业材料。
甲壳素和壳聚糖的研究进展
1
纳米材料
甲壳素和壳聚糖具有高分子量和结构多样性，可用于制备纳米颗粒、纳米纤维和 纳米膜等材料。
2
环保材料
甲壳素和壳聚糖来源于可再生资源，具有生物降解性和环境友好性，被广泛应用 于Biblioteka 境保护和可持续发展领域。3
生物医药应用
甲壳素和壳聚糖具有生物相容性和药理活性，可用于药物传递、组织工程和癌症 治疗等生物医药应用。
结论
甲壳素和壳聚糖作为重要的生物聚合物，在食品、医药、化妆品和工业等领域具有广阔的应用前景。随着对其 生产过程和应用研究的深入，甲壳素和壳聚糖的应用领域将不断拓展。
甲壳素和壳聚糖的来源
甲壳素主要来自海洋中的甲壳类动物，如虾、蟹、贝类等；壳聚糖来自甲壳 素的水解转化。这些天然材料被广泛应用于食品、药品和化妆品等领域。
甲壳素和壳聚糖的物理特性
甲壳素和壳聚糖具有高度吸水性、生物可降解性和生物相容性，同时还具有一定的机械强度、透明度和稳定性。
甲壳素和壳聚糖的化学特性
甲壳素和壳聚糖含有丰富的氨基、羟基和醛基官能团，具有还原性、离子交 换性和手性引发反应等特性，可用于化学修饰和功能化。

甲壳素／壳聚糖的特性及其应用

甲壳素／壳聚糖的特性及其应用
甲壳素／壳聚糖的特性及其应用
甲壳素是从甲壳类动物,虫和其它无脊椎动物外壳提的多糖类高分子物质,学名口(1,4)一2一乙酰氨基一D一萄糖,其化学结构与纤维素常相似,因而被称为动物纤素甲壳类的虾壳中台有～25的甲壳素,蟹壳中有15～18的甲壳素.海中的甲壳素主要被微生物作而分解,参与生态体系重要碳和氟源循环.甲壳素不容水,酸,碱厦有机溶剂,在应上受到很大限制.壳聚糖是壳素的脱乙酰化衍生物.学为口一(1.4)一2一氨基一D葡萄糖.壳聚糖是少有的天聚阳离子,其氨基可以被酸子化而溶解于无机或有机的酸中,因而其应用范固大为加.研究发现甲壳素\壳聚糖资源广泛且安全无毒,具有多理亿及生物学特性在食,医药,化妆品,环保,轻纺,业等多个领域有广泛的应用一塑前景,现已避渐成为水产品精深加I的一太热点.笔者就甲壳素\壳聚糖的理化,生物学特性厦其应用?睛况作一介绍.1亲水性固分子中舍有一NH和一OH等极性基田,壳聚糖为亲水性阳离子泉台物,有很强的吸湿性.壳ji乏糖的吸涅性,仅次于甘油,比聚乙=醇,山梨醇等还高甲壳素的吸水性比纤维素好,吸水?洼和甲壳幸表面活性降低比纤维素小.利用甲壳素/壳聚糖的亲水性,添加在食品中可有教地控制水分,达到变稠,胶凝,稳定乳液等作用,起到保水荆,增稠荆,稳定荆的效果.这一特性已应用于化妆品的生产上.青岛海洋大学已利用壳聚ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为原料开发出系列化妆,护发阁品”海洋丽资”,并成功地投放市场取得7较好的放益2成膜性与抗菌性壳聚搪及其降解产解(低甲壳素/I/’...:特性及聚壳聚糖)可溶于稀酸中成拈稠的胶液,具有很好的成膜性能目前已开发成功7渗析膜,超滤膜,反渗透膜渗透气膜,运载膜等多种分离膜.有报道0认为壳聚糖厦轻度水解的壳聚糖,o.2左右就能抑制多种细菌的生长,邵健等”证实低泉壳聚糖亦有抗茵活性.利用这些特性可以开发多种食品的保鲜荆.日本已利用壳聚糖开发出7米饭保鲜粉末.我国学者在水果保鲜剂,晦类保鲜剂,鱼类保鲜荆等的研究方面也取得r突破性成果3吸附性在甲壳素/壳聚糖的各种特性中,吸附性能是最令人感兴趣的特性之一.它可以吸附金属离子,染料,蛋白质等,用于金属富集,回收,分离度污水处理等.壳泉糖对于Cu,Pb计,Zn抖,Cd}+,Hg抖,Ag,Au等金属离子有很强的吸附作用,能有效地从工业废水中将它们吸附出来,达到在处理废水的同时目牧贵重金属的目的.应用壳聚檐从工业废水中日收铜己达到工业化水平,目前正在进行壳聚糖从海水中提取铀的研完.壳聚糖能有效地处理食品工业废水,沉淀废水中的悬浮物,回收蛋白质等.壳聚糖用作液体处理荆,主要壳聚糖的i其应用李志军李八方(青岛海洋大学266003)是利用其氰基的碱性及其天然聚阳离子的絮凝作用,起絮凝剂效果.壳聚耱对于活性污泥有艰强的絮凝性,而且毒性低,能被生物降解.此外.在果汁生产中能起到脱酸及澄清作用4生物相容性甲壳帝/壳聚糖与生物组织有很好的亲和性,而且无毒,易生物降解,是性能优良的医用禹分子材料,已被制成烧伤,创伤生物敷料(人遣皮肤)和托被机休分解的外科手术缝合缆等高科技医用生物材料.5生物降解性甲壳素/壳聚糖可被体内的酶如甲壳素酶和溶茵酶等水解成相应的寡耱和单糖,故甲壳素/壳聚耱为体内可降解的物质.它们具有多种良好的生物功能.近年以甲壳素/壳聚耱为材料开发的药物缓释胶囊即是利用的这一特-l生.甲壳素/壳聚耱还能被土壤及水中的微生物所分解,能改良土壤状况,增加农作物产量.日本利用天然存在的壳聚耱和纤雉常为基本组分,添加淀粉已制得宽1.2米的生物降解塑料片材.谊材料可被土壤和海水中的微生物降解,以此为材料可以开发出具有绿色环保功能的各种容器和包装材料.6生物学活性甲壳聚/壳聚耱是一种可在体内降解且安全无毒性的可食性动物纤雉,它们在与植物性食品,牛奶,鸡蛋等一起食用时可被吸收,植物和腑内细菌中舍有卵磷腊等也可作用于甲壳素/壳聚糖.将其分解为低分子物质(寡聚耱)而被吸收.壳聚糖分子中台有的氨基,具有碱性,在胃液中,壳聚耱与胃酸反应生成盐类.进入腑道后可使肠内pH值向碱性偏秽.甲壳素的生物学活性由壳聚耱来实现.当壳聚糖被分解成舍有六个葡萄糖胺残基的低聚耱时其生理活性最佳.甲壳素/壳聚耱具有多种生物学活性,主要表现在以下几个方面]6.1三调作用6.1.1免疫调节增强免疫力,抑制肿瘤细胞的生长和转移,减少抗癌药物的毒性,减轻痛苦.6.1.2调节pH值食用甲壳案/壳聚耱后,腑道内pH值能向碱性偏移0.5个单桩,可以改善酸性体质6.1.3调节荷尔蒙及内分泌系统,有延缓表老作用.6.2三排作用6.2.1排除体内重金属离子,减少重金属中毒机率.6.2.2排除体内如农药,化学毒物,体内自由基等有毒物质.6.2.3排除体内多余胆固醇.对防止动脉硬化,脑血管疾病有积极作用.6,3三降作用6.3.1降血压已经证明氟离子是引发原发性高血压的元凶,甲壳素/壳聚耱可与氟离子结合而其排出体外,减少体内氟离子.适量摄入甲壳素/壳聚糖,刑生物体内的转换酶无活性,血管紧张素I减少,血压l不再升高.6.3.2降血糖人体内pH值每下降0.1,胰岛素的敏感度使降-l&amp;30,使人体呈高血耱状态.甲壳素/壳聚糖可升高pH值至弱碱性.提高胰岛素的利用率,起到降血耱作用.6.3.3降血脂甲壳素/壳泉耱在体内可与相当于它们重量许;倍的脂类物质,如甘油三酯,脂肪酸,胆汁酸,胆固醇等化舍物生成络合物,这些络合物不能被消化吸收,因而被直接排出休外.同时,还能升高休内的HDL,降低LDL.根据这一特性,可开发具有降血脂及减肥功能的保健食品.此外低分子量的甲壳素/壳聚耱有爽口的甜味,但又不产生热量,不增加煦岛素水平,能促进腑道有益茵的增殖.改善腑道微生态环境,井有预防龋齿等功效.甲壳素/壳聚糖已成为一种新型功能性低聚糖随着近年来对甲壳素/壳聚耱研究的不断深入.对其理化及生物学特性的认识也越来越全面.已开发和正在开发的新产品和新应用,也将层出不穷.甲壳素/壳聚糖将在人类的生活中起到更大的作用.参考文献1+姜招峰,美美君.甲壳质应用基础.中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集.1997,(上)212.刘万顺,陈西广.贺军等.甲壳质的药用价值及研究进展.同上,1997,(上)53.MasatoI,YasushiU.JP8783877(1987)4.耶健.扬宗民,姚成.低聚氨基葡萄糖的吸湿,保温和抑茵作用.中国海洋药物,20o0,45.李鹏程,宋全明.甲壳青/壳聚耱及英衍生轴的应用,中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集,1997,(上)646.姚康德,尹玉姬.成国祥等.壳聚糖基聚合物的生物医学研完进展.同上1997,(上)17.董炎明,阮永缸,丘蔚碧等.甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品工业中的应用,食品科技,2000,58.田德祥.甲壳素与健康.中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集,1997,(上)21旦■

甲壳素与壳聚糖

甲壳素与壳聚糖

2 制成医学功能性纤维 壳聚糖具有一定的流延性及成丝性．可制成纤维形 式。在大分子结构上，甲壳质和壳聚糖与人体内存 在的氨基葡萄糖构成相同及具有类似于人体骨胶原 组织的结构，这赋予了它们极好的生物医药特性， 它具有理想的生物相溶性和生物活性，具有抑菌、 止血、抑制胃酸、抗溃疡、降血脂、降胆固醇、凝 集L。白血病细胞、消炎、镇痛、促进伤口愈合等 作用。甲壳质和壳聚糖纤维可做成手术缝合线、止 血棉、纱布、药布、绷带、创可贴、薄膜等各种医 用敷料，用混式纺丝法还可将壳聚糖制成无纺布的 人造皮肤。
3 用作无纺布粘合剂
壳聚糖溶解在其溶剂中形成溶液后．得到稠 厚、高粘度粘液，可作为粘合剂．但阳荷性 的壳聚糖溶液易与阴荷性物质如海藻酸钠浆 或电荷相反的染料凝结形成沉淀或沾色．因 此在涂料印花粘合剂中较少应用，但它作为 无纺布粘合剂则具有优良的粘合能力。
在化妆品中的应用
壳聚糖在酸性条件下可成为带正电荷的高分 子聚电解质而直接用于香波、洗发精等的配 方中，使乳胶稳定化以保护胶体；壳聚糖本 身的带电性使其具有抑制静电荷的蓄积与中 和负电荷的作用，这种带电防止的效能可以 防止脱发；壳聚糖能在毛发表面形成一层有 润滑作用的覆盖膜，因此可减少摩擦，避免 洗发所引起的对毛发的伤害。
❖ 由于它主要存在于低等动物中，特别是节肢动物的 甲壳中．始称甲壳素。又名甲壳质、几丁质、壳多 糖、壳蛋白、明角质。化学上命名为[(1，4)一2一
乙酰氨基一2一脱氧一β-D一葡萄糖]或【β-(1—4)
一2一乙酰氨基一2一脱氧一D一葡萄糖】，是N一 乙酰基一葡萄糖通过3一(1，4)甙糖键联接而成的直 链状多糖。
制备流程图
甲壳素／壳聚糖制备工艺的细化
❖ 甲壳素的提取过程主要是用酸脱碳酸钙，用 碱脱蛋白质，这个过程中产生一定量的酸碱 废液，对环境有一定的污染，研究人员在甲 壳素的提取工艺方面作了改进。

第五节甲壳素和壳聚糖

第五节甲壳素和壳聚糖

壳聚糖： 葡萄糖胺为基本单位， 脱乙酰度由60%～100%不等。 脱乙酰度55-70%（低脱乙酰度壳聚糖），
70-85%（中~），85-95%（高~） 95-100%（超高~），不能达到100%
分子量10-50万
略带珍珠般的光泽
不溶于水、乙醇、酮和碱溶液，可溶于大多数稀酸 (如醋酸、环烷酸和苯 甲酸) 。在pH低于6.5时，可得到黏稠的溶液。
u 应用 手术线，人工透析膜，非纺造织物，纺织原料
6. 甲壳素和壳聚糖的应用
u 生物医用材料 相关性能：
(1) 抑菌抗感染 壳聚糖形成质子化铵盐，吸附带负电的细胞壁，改变细胞膜的选择透过性， 扰乱了细菌正常的新陈代谢，导致细胞质壁分离，抑菌杀菌。 (2) 抗病毒和抑制肿瘤 促进巨噬细胞活性，影响非杀伤性细胞(NK)活性IL22的分泌，提高机体的 非特异性免疫功能 (3) 降脂和防治动脉硬化 (4)止血作用 壳聚糖被质子化，可和许多带负电生物大分子如黏多糖、磷脂及细胞外基 质蛋白发生静电作用而形成血栓，起到止血作用。
（3）制造人造血管 内壁光滑不会凝集血球、抑制人成纤维细胞生长
（4）固定化酶载体
（5）药物辅料和载体
u 水处理材料 （1）吸附金属离子：
-NH2 和-OH与Pb2+、Cr6+、Cu2+等重金属离子形成稳定的五环状螯合物
交联微球+磁铁，去除率达98%
（2）絮凝剂、络合剂、吸附剂处理废水和饮用水 酸性条件，静电作用 碱性条件，化学吸附和物理吸附 高效絮凝剂，无毒副作用，易降解
u 聚乙二醇 PEG400交联壳聚糖，pH7条件下，对Pb吸附容量为20mg/g
5. 甲壳素纤维的成形加工
u 工艺路线 甲壳素（壳聚糖）-->（改性处理）--> 溶解--> 纺丝原液--> 过滤--> 脱 泡--> 计量--> 纺丝--> 一浴 -->拉伸--> 二浴--> 定型--> 后处理--> 干燥--> 纤维 u 制备方法 （1）甲壳素纤维

甲壳素与壳聚糖综述

甲壳素与壳聚糖综述

二、壳聚糖的制备方法
二步碱液法 ( 传统法)
改进碱液法
该工艺具有制备周期短、节约能源; 节约烧碱用量, 降低成本, 省去漂白, 确保产品质量的优点。
微波法
该工艺的特点不仅作用时间短, 能耗低, 而且比常 规加热碱液处理效率提高 11 倍多, 同时反应重复性好。
三、甲壳素、壳聚糖的应用
功能 材料
存在状态：
甲壳素的结构因氢键类型不同而有 三种结晶体： ➢α-甲壳素，由两条反向平行的糖链组成 ➢β-甲壳素，由两条同向平行的糖链组成 ➢γ-甲壳素，由三条糖链组成，其中两条 同向，一条反向。
壳聚糖： 也称几丁聚糖(chitosan)，它是由甲壳素在 碱性条件下加热，脱去N—乙酰基后生成的。其学名为(1， 4)—2—氨基—2—脱氧—β—D—葡聚糖。壳聚糖外观是 白色或淡黄色半透明状固体，略有珍珠光泽。
8.在功能材料中的应用
膜材料：
（1）反渗透膜：具有较高的脱盐率和透水率，还 具有强耐碱性，交链后的膜有耐酸性。 （2）渗透蒸发膜：用甲壳素制成的分离水和乙醇 的高性能功能分离膜，与蒸馏法分离水和乙醇相 比，能耗降低。 （3）超过滤膜：甲壳素制成的壳质膜，改变成膜 温度及用丙酮等有机溶剂浸处理，可调整分离膜 的强度及透过性能，可用作超过滤膜。
1.在农业上的应用
植物病害的防治：
壳聚糖可诱导植物产生广谱抗性， 增强植物自身的防卫能力，抑制多种 病源微生物的生长。
低聚壳聚糖可以诱导植物产生抗 性蛋白，具有明显的抗微生物活性， 在体外抑制真菌的生长。
2.在化妆品原料上的应用
1）洗发香波、头发调理剂：甲壳素粉沫比表面积 大，孔隙率高，吸收皮脂类油脂远大于淀粉或其 他活性物质，是洗发剂理想的活性物质。
一是通过电荷中和而使胶体颗粒脱稳并形成细小 的絮凝体；

甲壳素

甲壳素

3.甲壳素的提取及制备
• 1.浸泡 用5%~6%盐酸于室温浸泡虾壳或蟹壳 24h。 • 2.水洗 将上述沉淀水洗3次。 • 3.去蛋白 水洗的沉淀用3%~4%NaOH煮沸 4~6h,充分除去蛋白质，用无菌水冲洗，除去碱和 蛋白质。 • 4.氧化处理 用0.5%的高锰酸钾处理1~2h，进 行脱色，必要用1%草酸再处理一次，收集沉淀。 • 5.硝酸处理 用1%硝酸在60~70摄氏度下处理 30~40min，的白溶解在其溶剂中形成溶液后．得到 稠厚、高粘度粘液，可作为粘合剂．但阳 荷性的壳聚糖溶液易与阴荷性物质如海藻 酸钠浆或电荷相反的染料凝结形成沉淀或 沾色．因此在涂料印花粘合剂中较少应用， 但它作为无纺布粘合剂则具有优良的粘合 能力。
在化妆品中的应用
1. 添加壳聚糖的洁肤、护肤液具有良好的吸 湿、保湿性能；壳聚糖与其它高分子物质 复合制各的面膜，由于这种多糖类物质良 好的亲水性、亲蛋白性，对皮肤无过敏、 无刺激、无毒性反应，且在成膜过程中使 得整个面膜材料与皮肤接触感明显柔和， 对皮肤的亲和性明显增加。
4、甲壳素与壳聚糖的应用
• 世界各国对甲壳素、壳聚糖的开发研究 极为活跃，现已成为最热门的研究领域 之一。目前，甲壳素及壳聚糖的应用已 经从纺织印染、造纸扩展到了食品、环 保、医药、农林业、轻工业和生物工程 等众多领域。
在农业中的应用
1 壳聚糖种衣剂
壳聚糖是良好的种衣剂材料，用其处理子， 可提高种子的发芽率，增强幼苗的抗病能 力，促进作物生长．提高作物产量。且其 对作物无药害．对人畜无毒害，对环境无 公害。
甲壳素与壳聚糖
第二小组
甲壳素
壳聚糖
1、甲壳素与壳聚糖简介
• 甲壳素 (chitin) 是一种天然 • 直链氨基多糖，大量存在 于海洋无脊椎动物和昆虫、 真菌、酵母等的甲壳、被 套、隔膜、表皮、细胞壁 或细胞膜中。据估计每年 由生物合成的甲壳质约有 100 亿吨， 是除纤维素之 外地球上发现的最丰富的 天然高分子化合物。 由于它主要存在于低等动 物中，特别是节肢动物的 甲壳中．始称甲壳素。又 名甲壳质、几丁质、壳多 糖、壳蛋白、明角质。

甲壳素、壳聚糖材料

甲壳素、壳聚糖材料

(3) 酯化反应
——甲壳素或壳聚糖的羟基与酸反应生成酯 硫酸酯 试剂：浓硫酸、氯磺酸、二氧化硫、三氧化硫
特点：非均相反应；浓硫酸具有降解作用；
改进：主要为SO3—有机胺的络合物
如SO3-吡啶、 SO3-甲酰胺、 SO3-DMF
有机溶剂：DMF、甲酰胺、DMSO 特点：价格贵、保存苛刻
发展——氯磺酸-甲酰胺磺化试剂
第二种方法：
基本原理：甲壳素或壳聚糖与乙醛酸或丙酮酸反应，醛基
或酮基与壳聚糖上的氨基形成Schiff碱，再通过还原亚胺形成 C-N-C键，得到羧甲基化壳聚糖。 特点：反应活性高、N-取代； 制备过程：
(1) 将壳聚糖用蒸馏水溶胀；
(2) 加入一定量的丙酮酸，室温搅拌1 h，得透明的粘性溶液； (3) 用玻璃纤维过滤，滤液用稀NaOH溶液调pH为4~5；
第5章 甲壳素、壳聚糖材料
Chapter 5 Chitin and Chitosan Materials
甲壳素
壳聚糖
甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大可再生资源，
总产量100亿吨/年，水产加工废弃物中100万吨/年。 主要来源：虾壳、蟹壳、昆虫壳等；广泛存在于节肢 动物、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物及真菌
高于或低于50 %，水溶性低
应用： N-酰化水溶性壳聚糖可进一步衍生化或用作医用材料 如N-马来酰化壳聚糖与丙烯酰胺共聚，得水凝胶。 O-酰化壳聚糖——氨基保护法
Shiff碱
(2) 醚化反应
——甲壳素或壳聚糖的羟基与羟基化试剂反应生成醚 常用产物：O-甲基化、O-乙基化、O-苄基化 羧甲基甲壳素/壳聚糖制备方法： 第一种方法——碱化甲壳素或壳聚糖与2-氯乙酸在异丙醇中反应
(4) 搅拌一段时间后缓慢加入硼氢化钠溶液，用稀HCl调

甲壳素综述

甲壳素综述

甲壳素和壳聚糖综述食品生物技术1班，20137710125，谭子颖一、甲壳素的概述11、甲壳素的历史1811年，法国研究自然科学史的H.Braconnot教授，用温热的稀碱溶液反复处理蘑菇，最后得到一些纤维状的白色残渣，他以为这是纤维素，并称为Fungine，即为真菌纤维素。

1823年，又一位法国科学家A.Odier从甲壳类昆虫的翅膀中分离出同样的物质，并称为chitin。

1843年，法国A.Payen发现chitin与纤维素性质不大相同。

同年，法国的ssaigne发现chitin中含有氮元素，因而证明chitin不是纤维素。

1878年，G．Ledderhose从chitin的水解反应液中检出氨基葡萄糖和乙酸。

1894年，E．Gilson进一步证明了chitin中确实含有氨基葡萄糖。

后来的研究证明，组成chitin的单体是N-乙酰氨基葡萄糖。

从1811年发现到研究清楚其结构，几乎用了100年的时间。

2、甲壳素的分布甲壳素广泛存在于甲壳纲虾、蟹的甲壳中，昆虫的甲壳，真菌的细胞壁和植物的细胞壁中。

甲壳素也存在自然界中的低等植物菌类，藻类的细细胞，被科学界誉为“第六生命要素”。

1)节肢动物，主要包括甲壳纲，如虾、蟹等，含甲壳素20%-30%，高的达到58%-85%；其次是昆虫纲，如蝗、蝶、蚊、蚕等的壳中含甲壳素20%-60%；多足纲，如蜈蚣等。

2)软体动物，主要包括双神经纲，如石鳖，蜗牛等；足纲，如乌贼，鹦鹉等；壳素含量为3%-26%。

3)环节动物，包括原环虫纲，如角蜗牛；足纲，如沙蚕，蚯蚓；的含甲壳素极少，但有的高达20%-30%。

4)原生动物，包括鞭毛虫纲，如椎体虫；肉足纲，如变形虫；纤毛虫纲，如草履虫。

5)肛肠动物，钵水母和珊瑚海。

6)海藻，主要是绿藻。

7)真菌，包括子囊菌，担子菌，藻菌等，含甲壳素从微量到45%，只要少数的真菌如Olmycetes和Trichomycetes不含甲壳素。

8)动物的关节，蹄，足等坚硬的部分，也存在甲壳素。

甲壳素

甲壳素

甲壳素和壳聚糖综述摘要：生物相容性好、可降解、对组织和细胞无毒副作用的生物材料一直是生物医学领域研究的热点。

壳聚糖（2-氨基2-去氧β-D葡聚糖）是甲壳素脱乙酰得到的天然多糖中唯一的碱性多糖,具有很多优良的特性。

本文就甲壳素和壳聚糖的结构、性质、制备及功效进行了综述。

关键字：甲壳素和壳聚糖；结构；性质；制备；功效甲壳素又名几丁质,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、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,动物肌肉与骨结合处,以及低等植物中均发现有甲壳素的存在。

壳聚糖是甲壳素脱去大部分乙酰基后的产物是甲壳素最为重要的衍生物。

自从1811 年,法国科学家H.Braconnnot发现甲壳素以来,甲壳素逐渐被认识与利用。

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、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 结构及理化性质1.1结构[1]甲壳素是一种天然高分子化合物,其学名是β-（1→4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖,是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4糖苷键缩合而成的。

如果把此结构式中糖基上的N-乙酰基大部分去掉的话,就成为甲壳素最为重要的衍生物壳聚糖。

1.2 理化性质1.2.1 物理性质甲壳素是白色或灰白色无定形、半透明固体,相对分子质量因原料不同而有数十万至数百万,不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂,可溶于浓的盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸,但同时主链发生降解。

壳聚糖是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体,因原料不同和制备方法不同,相对分子质量也从数十万至数百万不等,不溶于水、碱溶液、稀的硫酸和磷酸,可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸,生成粘稠、透明的壳聚糖盐胶溶液,其粘度与温度、PH有关,而其溶解性与脱乙酰度有密切相关[2]。

壳聚糖、甲壳素应用PPT课件

壳聚糖、甲壳素应用PPT课件

涂依
戊二醛为交联剂， 以涂覆的方法制备了壳聚糖 /羧甲基壳聚糖双层复合 膜， 羧甲基壳聚糖的分子量不同， 研究对比不同分子量羧甲基壳聚糖 双层复合膜的创伤修复效果。实验结果表明: 制备的双层复合膜对创伤 都有一定的修复效果，但是羧甲基壳聚糖的分子量越小，创伤修复效 果越好
余丕军
通过观察胶原蛋白 － 壳聚糖( 80: 20) 复合纳米纤维膜修复 SD 大鼠背部全层皮
营养药物载体 针对壳聚糖微球作为药物载体的研究已经有很多，但其作为营养药物载体的研究则比较少。目前，
壳聚糖微球在营养物运送方面的研究主要是作为维生素载体。
8
甲壳素生物质转化为高附加值化合物
随着全球石油、天然气等传统化石资源逐渐枯竭，人们正在努力寻求新的替代能源。生物质是 一种天然可再生资源，数量巨大，价格低廉，丰富的生物质资源有望成为未来获取燃料和高附加值 化学品的主要来源。新加坡国立大学的颜宁教授等提出了甲壳素生物质精炼的概念，同时指出甲壳 素生物质来源丰富，应该像纤维素生物质一样被充分利用，使其转化成为具有较高价值的化学品。
表面释放
壳聚糖微球 溶蚀释放
扩散释放
7
壳聚糖微球在药物载体中的应用
普通药物载体 壳聚糖微球作为普通药物的载 体，能提高药 物稳定性，保持药物长期活性。目前已有多种药物可通
过壳聚糖微球缓释，如四环素、奈普生、阿司匹林等。药物经过壳聚糖微球负载后缓释作用十分明显， 释放时间与原药相比都显著地延长。
生物大分子药物载体 用 壳聚糖微球作为多肽、蛋白质类药物的载体，不仅可以保护药物免受消化道酶的破坏及ｐＨ值的
肤缺损创面的作用， 修复后14d 实验组创面已经基本对合; 而仅用油纱及干纱布
包扎并在创伤外缘打包固定的对照组创面对合不整齐， 创面较实验组大。证实

甲壳素与壳聚糖

甲壳素与壳聚糖
农业领域
甲壳素和壳聚糖具有调节植物生长、增强植物抗逆性等作用，在农业领域具有潜在的应 用价值。
甲壳素与壳聚糖的未来展望
提高产量与质量
通过优化提取和制备工艺，提高甲壳素和 壳聚糖的产量与质量，以满足市场需求。
A 拓展应用领域
随着研究的深入，甲壳素和壳聚糖 的应用领域将进一步拓展，如在新 材料、新能源等领域的应用探索。
多元化提取
未来将开发出更多元化的提取方法，满足不同来源和性质的甲壳素 与壳聚糖的提取需求。
甲壳素与壳聚糖的应用领域拓展
生物医学领域
随着研究的深入，甲壳素与壳聚 糖在生物医学领域的应用将更加 广泛，如药物载体、组织工程、 生物材料等。
环保领域
由于甲壳素与壳聚糖具有优异的 生物降解性，未来在环保领域的 应用将更加广泛，如污水处理、 土壤修复等。
甲壳素和壳聚糖都具有抗菌、抗 炎、抗肿瘤等生物活性，可应用 于伤口愈合、抗炎治疗、抗肿瘤 药物载体等方面。
04 甲壳素与壳聚糖的未来发 展
甲壳素与壳聚糖的提取技术发展
高效提取
随着科技的不断进步，甲壳素与壳聚糖的提取技术将更加高效， 提高产量和纯度，降低生产成本。
环保提取
在提取过程中，将更加注重环保，减少对环境的污染，开发出更加 环保的提取方法。
循环利用
03
研究甲壳素与壳聚糖的循环利用技术，实现资源的有效利用，
降低生产成本和环境负担。
05 结论
甲壳素与壳聚糖的重要地位
生物医用材料
甲壳素和壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，在生物医用材料领域具有广泛的 应用前景，如药物载体、组织工程和创伤敷料等。
环保领域
甲壳素和壳聚糖可降解，对环境友好，可用于环保领域，如污水处理、重金属离子吸附 等。

甲壳素和壳聚糖的性质及应用.

甲壳素和壳聚糖的性质及应用.

附件1：外文资料翻译译文甲壳素和壳聚糖的性质及应用摘要甲壳素主要存在于海洋中的甲壳类，虾和蟹中，是世界上第二种最重要的天然聚合物。

甲壳素在碱性的固态中，利用选定好的应用方法进行表征和化学改性来评鉴多糖是比较难的。

P.Austin，S.Tokura和S.Hirano，他们在甲壳素应用方面贡献很突出，尤其是在纤维形态方面。

壳聚糖是甲壳素最重要的衍生物，下面我们对壳聚糖在表征方法和使用中遇到的主要问题进行概括。

壳聚糖可溶于酸性的水溶液中，应用于许多领域（食品，化妆品，生物医学和药学）。

我们简要的描述一下，在某些领域壳聚糖的化学改性已经被初步提出，但在工业方面却尚未开发。

近几年的论文都着重评论了高附加值的材料在医药和化妆品上的应用。

关键词甲壳素结构壳聚糖结构壳聚糖衍生物生物材料壳聚糖基材料化妆品1 引言甲壳素，其化学名称（β-（1-4）-N-乙酰基-D-氨基葡萄糖），是一种重要的天然多糖，其在1884年首次被发现（图1）。

这种聚合物是由大量的活性有机体合成，并且在世界上每年的产量都很大的，它的产量仅次于纤维素。

甲壳素在自然界中存在于节肢动物的外壳中或真菌和酵母的细胞壁中，并以有序的微纤维晶体形式出现。

它也存在一些低等的植物界和动物界中，同时许多功能上还需要强化。

图1 （a）甲壳素的化学结构，化学式是N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖，（b）是壳聚糖，化学式是D-氨基葡萄糖，（c）是部分乙酰化的壳聚糖，其特征是在于，它的DA共聚物的平均乙酰化程度。

尽管甲壳素的存在范围广泛，但到目前为止甲壳素最主要的商业来源是虾和蟹的外壳。

在工业加工方面，甲壳素是从甲壳类动物中提取出来的，经酸处理溶解于碳酸钙中，再经碱萃取溶解，从而得到蛋白质。

此外，脱色工序往往是去除残留的颜料，而得到无色的产品。

由于原料的超微结构存在差异，所以，这些处理方式必须适合于每种甲壳素的来源。

（甲壳素的提取和预处理不在这篇论文的描述）。

对于进一步利用时，所产生的剩余的蛋白质和剩余的色素，可能会导致问题，因此人们在纯度和颜色方面对甲壳素进行分级，特别是生物医药产品。

甲壳素和壳聚糖

甲壳素和壳聚糖
The resource of chitin
甲壳素广泛存在于甲壳动物虾、 蟹、昆虫的外壳中，而且蘑菇、木 耳、藻类、贝类、软体动物（如鱿 鱼、乌贼）的软骨和表皮、节肢动 物（昆虫）以及真菌类的细胞壁中， 也存在着甲壳素。其是自然界中含 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。
壳聚糖
蒸发溶剂 甲醇+NaOH
5%溶液
液晶态
纤维
Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering
13
Modification
甲壳素由于乙酰氨基的存在，分子间的氢键作用很强， 因而溶解困难。而壳聚糖因为有游离氨基的存在，其反应 活性比甲壳素高，但溶解性也差。为此，人们进行多种改 性以增加甲壳素和壳聚糖的溶解性。
Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering
17
酰化
烷基化
羟基化
羧基化
酯化
Shiff 碱
接枝
Carboxylation
在甲壳素和壳聚糖化学改性研究中,近几年关于羧基 化衍生物的报道越来越多。这是因为引入羧基后一方面 能得到完全水溶性的高分子,更重要的是能得到含阴离子 的两性衍生物。 羧甲基化甲壳素由碱性甲壳素和氯乙酸反应制得。
3 氧化铵-水 体系
detail
novel
Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering
11
Fuji Spinning Company: 水+二氯乙酸（DCA）
Austin：氯乙醇+硫酸

甲壳素与壳聚糖的应用

甲壳素与壳聚糖的应用

二、甲壳素及壳聚糖在农业领域 的应用
1、土壤改良
甲壳素和壳聚糖具有改善土壤物理性质、增加土壤保水能力的作用。将甲壳 素或壳聚糖添加到土壤中，可以增强土壤的团聚性，提高土壤的通气性和渗透性， 有利于土壤的改良和作物根系的生长。
2、植物生长促进剂
甲壳素和壳聚糖具有植物生长调节剂的作用。在农业生产中，通过合理使用 甲壳素或壳聚糖，可以促进植物种子的萌发、根系的发展以及叶片的生长。此外， 甲壳素和壳聚糖还能提高植物的抗病性和抗逆性，有助于作物健康生长。
3、生物防治剂
甲壳素和壳聚糖可以作为生物防治剂应用于农业。由于其具有生物活性，可 以用于诱导植物产生抗虫性和抗病性。同时，甲壳素和壳聚糖还具有抑制病原菌 生长的作用，可以作为生物防腐剂应用于农产品的储存和运输。
4、环保农业应用
甲壳素和壳聚糖可以用于农业废弃物的处理和资源化利用。例如，将甲壳素 或壳聚糖应用于农业残渣的降解，可以提高废弃物的生物可降解性，减轻环境压 力。此外，甲壳素和壳聚糖还可用于土地治理，例如重金属污染土壤的修复。
由于这些食品具有较高的营养价值且具有保健功能而备受消费者青睐。将甲 壳素衍生物与其他天然高分子物质复合制备成膜材料用于食品包装可以改善包装 材料的性能并延长食品的保质期。将甲壳素与甲基丙烯酸甘油酯―甲基丙烯酸 ―N―羟甲基丙烯酰胺三元共聚物结合制成可食性膜材料并应用于草莓汁澄清中 可以降低澄清成本并延长果汁的保质期。此外，甲壳素―胶原蛋白复合物可广泛 应用于保健品和化妆品中以提高产品的营养价值和功效。
5、节水农业应用
甲壳素和壳聚糖具有较好的保水性能，可以用于节水农业中。将甲壳素或壳 聚糖添加到土壤中，可以提高土壤的保水能力，减少水分蒸发，从而有效提高水 资源的利用效率。
三、前景与挑战
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在碱性溶液，或乙醇、异丙醇中，与环氧乙烷、环氧丙烷、2-氯乙烷、羧 烷基反应 甲壳素：C6，壳聚糖：N、O-位取代
-10℃碱处理可以避免发生脱乙酰化，碱化使甲壳素分子活化
甲壳素羧化：
壳聚糖羧化：
两性壳聚糖，N,O-羧化壳聚糖衍生物 作用：吸附Ca离子，提取和回收；保湿、润滑，化妆品添加剂； 免疫辅助剂，促细胞生长，抗心律失常，防粘连； Ca,Fe,Zn配位作用，微量元素补给
典型的引发剂：AIBN，γ射线，Fe
2+-H 2O2，UV，Ce 4+
引发乙烯单体
通常甲壳素的接枝共聚反应不能确定引发位置和所得产物的结构，而用 甲壳素的衍生物如碘代甲壳素就可得到有确切结构的接枝共聚物。
交联反应
u 戊二醛：氨基 Sciff碱反应 壳聚糖交联膜，废水中酸性大红染料吸附达95.46%，可洗脱重复使用
（3）N-邻苯二甲酰化法
采用N-邻苯二甲酰化反应保护壳聚糖分子中的
氨基，烷基化后再用肼脱去N-邻苯二甲酰。
N-位烷基化（壳聚糖）
采用醛与壳聚糖分子中的-NH2反应形成席夫碱，然后用NaBH3 CN或NaBH4 还原得到。用该方法可引人甲基、乙基、丙基和芳香化合物的衍生物
O，N-位烷基化（壳聚糖）
反应选择性：
N-邻苯二甲酰壳聚糖
酯化反应
无机酸酯：硫酸酯、黄原酸酯、磷酸酯、硝酸酯 有机酸酯：乙酸酯、苯甲酸酯、长链脂肪酸酯、氰乙酯
（1）硫酸酯化 浓硫酸、SO2、SO3、氯磺酸/吡啶、SO3/DMF
硫酸酯甲壳素结构与肝素相似，抗凝血性高于肝素，没有副作用，能抑制动脉 粥样硬化，制备人工透析膜
水解反应
部分水解：得到低聚糖
（1）化学法：盐酸（五糖至七糖），亚硝酸钠（三糖），过硫酸钾 分子量分布较宽 （2）酶水解法：壳聚糖酶（二糖至五糖），纤维酶（六糖至十糖） 条件温和，聚合度确定，无环境污染，大规模生产困难
完全水解：N-乙酰-D-氨基葡萄糖，D-氨基葡萄糖
乙酸 浓盐酸
甲壳素
接枝共聚反应
u 水处理材料
（1）吸附金属离子：
-NH2 和-OH与Pb2+、Cr6+、Cu2+等重金属离子形成稳定的五环状螯合物 交联微球+磁铁，去除率达98%
（2）絮凝剂、络合剂、吸附剂处理废水和饮用水
酸性条件，静电作用 碱性条件，化学吸附和物理吸附 高效絮凝剂，无毒副作用，易降解
u 食品材料 亲水性：有效控制水分，达到胶凝、稳定乳剂、增稠等效果 微晶甲壳素：乳化性，稳定剂 阳离子：絮凝剂，去除蛋白 抑菌作用：保鲜剂 低聚糖：适宜甜味，不产生热量 螯合作用：钙铁锌微量元素载体
u 其它 化妆品：保湿、抑菌、头发调理剂 纺织：固色剂 固体电池：电极材料 农业方面：饲料添加剂、土壤改良剂、薄膜 分离膜材料
脱乙酰度为0的甲壳素和脱乙酰度为100%的壳聚糖，结晶度高
甲壳素脱乙酰度增加，结晶度降低，然后再增加
吸湿性：壳聚糖 > 甲壳素 > 纤维素
金属螯合作用：高性能的金属离子捕集剂
降解性：100℃盐酸中完全水解成胺基葡萄糖，室温得到低聚糖
完全被土壤中的有机物分解（地下5cm，3个月）
生物相容性，生物功效
u 性能
（1）强度：纤维成形过程影响大 （2）保水率：130%以上 （3）耐热性：热分解温度288℃ （4）生物活性，生物相容性，降解性
u 应用 手术线，人工透析膜，非纺造织物，纺织原料
6. 甲壳素和壳聚糖的应用
u 生物医用材料
相关性能： (1) 抑菌抗感染
壳聚糖形成质子化铵盐，吸附带负电的细胞壁，改变细胞膜的选择透过性， 扰乱了细菌正常的新陈代谢，导致细胞质壁分离，抑菌杀菌。
பைடு நூலகம்
壳聚糖：
葡萄糖胺为基本单位， 脱乙酰度由60%～100%不等。 脱乙酰度55-70%（低脱乙酰度壳聚糖）， 70-85%（中~），85-95%（高~） 95-100%（超高~），不能达到100%
分子量10-50万
略带珍珠般的光泽
不溶于水、乙醇、酮和碱溶液，可溶于大多数稀酸 (如醋酸、环烷酸和苯 甲酸) 。在pH低于6.5时，可得到黏稠的溶液。
(2) 抗病毒和抑制肿瘤
促进巨噬细胞活性，影响非杀伤性细胞(NK)活性IL22的分泌，提高机体的 非特异性免疫功能
(3) 降脂和防治动脉硬化 (4)止血作用
壳聚糖被质子化，可和许多带负电生物大分子如黏多糖、磷脂及细胞外基 质蛋白发生静电作用而形成血栓，起到止血作用。
相关产品 （1）医用敷料 形式：粉、膜、无纺布、胶带、绷带、溶液、水凝胶、干凝胶、绵纸、乳膏等 复合材料：PVA、PEG、PVP、PEO、明胶、海藻酸钠、纤维素、透明质酸、
u 环氧氯丙烷：6-OH交联，保留氨基 吸附重金属Cu>Pb>Zn
u 聚乙二醇 PEG400交联壳聚糖，pH7条件下，对Pb吸附容量为20mg/g
5. 甲壳素纤维的成形加工
u 工艺路线 甲壳素（壳聚糖）-->（改性处理）--> 溶解--> 纺丝原液--> 过滤--> 脱 泡--> 计量--> 纺丝--> 干燥--> 纤维 u 制备方法 （1）甲壳素纤维 黏胶法：二硫化碳黄原酸化，硫酸铵/硫酸凝固浴，乙醇拉伸浴 溶剂法：三氯乙酸/二氯甲烷溶剂，丙酮凝固浴； 甲酸/二氯醋酸溶剂，醋酸乙烯/异丙醚/丙酮凝固浴； 氯化锂/二甲基乙酰胺溶剂，丙酮凝固浴 （2）壳聚糖纤维：醋酸水溶液溶剂，铜-氨或NaOH/乙醇凝固浴 一浴 -->拉伸--> 二浴--> 定型--> 后处理-->
物理降解法：微波间歇法、γ射线辐射降解、机械活化法、超声波降解法
3. 甲壳素和壳聚糖的结构和物理性质
甲壳素：
1000-3000个乙酰葡萄糖胺通过1,4糖苷键 分子量100-200万，经提取后30-70万 白色或灰白色、半透明的片状固体，无臭、无味、无毒性， 不溶于水、一般溶剂、稀酸和碱及一般的有机溶剂，可溶于浓无机酸和一 些特殊有机溶剂
4. 甲壳素和壳聚糖的化学改性
u 甲壳素含有羟基、乙酰氨基；壳聚糖含有羟基、氨基，进行化学改性 u 较强的分子间和分子内氢键，化学修饰伴随着降解和脱乙酰化反应， 取代产物的均一性和重复性也不理想。 探索温和条件下修饰反应
酰化反应
反应活性：氨基优先反应生成酰胺，羟基反应生成酯 酰化度取决于酰化试剂用量
在稀酸中逐渐溶解的过程，溶解速度加快，减慢
影响壳聚糖溶解的因素：
脱乙酰度（degree of deacetylation）：DD越高，溶解越容易 相对分子质量：越大溶解越慢，分子量小于8000可直接溶解于水，不需酸 酸的种类：溶于稀盐酸、稀硝酸，不溶于稀硫酸、稀磷酸
结晶性：
α晶型(最丰富最稳定，分子链反平行排列）、 β晶型（分子链平行排列）、γ晶型（α型的变体，两条同向，一条反向）
大豆蛋白、玉米淀粉
复合方法：共混、多层复合、接枝共聚 添加药物：抗菌药、天然提取物
（2）可吸收手术缝合线
良好的成纤维性、生物相容性、生物降解性、抗菌性、低免疫原性和促进创伤 愈合
主要问题：拉伸强度不够，未大规模使用
（3）制造人造血管
内壁光滑不会凝集血球、抑制人成纤维细胞生长
（4）固定化酶载体
（5）药物辅料和载体
（2）磷酸酯化
烷基化反应
O-位烷基化（壳聚糖）
（1）席夫碱法
先将壳聚糖与醛反应形成席夫碱，再用卤代烷进行烷基
化反应，然后在醇酸溶液中脱去保护基，即得到只在O位取代的衍生物。
（2）金属模板合成法
先用过渡金属离子与壳聚糖进行络合反应，使-
NH2和C3位-OH被保护，然后与卤代烷进行反应，之后用稀酸处理得到仅在 C6位上发生取代反应的0位衍生物。
国外：2%的NaOH溶液70℃提取蛋白质，过量亚硫酸除钙
改进：
（1）虾蟹壳 减少酸碱废液，降低环境污染，提高资源利用
（2）微生物为原料 黑曲霉、米根霉、蓝色犁头霉等真菌，甲壳素合成酶催化细胞中的尿苷二 磷酸-N-乙酰-D-糖胺化转化为甲壳素，甲壳素脱乙酰酶作用生成壳聚糖
壳聚糖的生产
以甲壳素为原料，100-180 ℃,40-60% NaOH，进行脱乙酰反应
第五章 甲壳素和壳聚糖
chitin & chitosan
1. 甲壳素和壳聚素的来源
甲壳素： β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖
壳聚糖：β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖
甲壳素经化学法处理脱乙酰基后的产物，是至今发现的唯一天然碱性多糖。
2. 甲壳素和壳聚糖的提取
原料：虾、蟹壳（碳酸钙为主的无机盐、蛋白质和甲壳素） 技术关键：提高得率和控制相对分子质量。 甲壳素提取流程：先将虾(蟹)壳经挑选，水洗，加人6%的盐酸，在常温下 浸渍24h，使甲壳中的碳酸钙转化为氯化钙而溶解分离，经脱钙后的甲壳 用水洗净后加入10%的NaOH溶液中煮沸6h，以除去蛋白质并得到粗品甲壳 素。粗品甲壳素加入0.5%高锰酸钾溶液中搅拌浸泡1h后取出水洗至中性， 在10%的草酸溶液中加热到80℃，搅拌1h以进行脱色，再经充分水洗，干 燥后得到白色精品甲壳素。