甲壳素及其衍生物壳聚糖的应用研究进展

甲壳素/壳聚糖相关研究资料11.1 国内外甲壳素发展大事记人类利用甲壳素资源始于中国，著名的《本草纲目》中就记载：蟹壳有破淤消积的功能。

“蟹”字本身即指：解毒的虫类。

除蟹之外，自古以来，地球上许多民族就有食用蜜蜂幼虫、蚂蚁的习惯，对健康大有裨益。

• 18世纪印第安人也用龟壳治病......• 1811年法国科学家布拉克诺(H.Braconnot) 首先从蘑菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体，把它命名为Fungine（蕈素）意为真菌纤维素。

• 1823年法国科学家欧吉尔(A.Odier)从甲壳昆虫的翅鞘中分离提取了这种物质，并命名为chitoin（几丁质）。

• 1859年C.Rouget将甲壳素用浓碱处理，得到了脱乙酸化的甲壳素，即变性甲壳素。

• 1894年F.Hoppe－Seiler将变性的甲壳素命名为壳聚糖（Chitosan）。

一百多年来，由于对甲壳素的化学结构和组成难以确定，限制了它的应用。

• 1950年前苏联医学院与列支敦士敦（LIECHTENSTEIN）公国共同合作研究甲壳素与壳聚糖，主要应用于军事工业。

• 1965年美国与中国大陆开始进行农业与工业领域的应用。

• 1977年4月第一次甲壳素、壳聚糖国际学术研讨会在美国召开。

• 1982年4月日本政府农水省制定了“未利用生物资源”的十年研究开发计划(1983-1992)。

这是世界上第一个由政府倡导的壳糖胺开发利用计划。

1985年文部省拨款60亿日元，资助全国13所大学及医疗机构，利用10年时间，上千人从事有关甲壳素的开发利用与基础研究。

• 1982年7月第二次甲壳素、壳聚糖国际学术研讨会在日本召开。

• 1985年第三次甲壳素、壳聚糖国际学术研讨会在意大利召开。

• 1986年2月日本东北药科大学发表了甲壳素及其寡糖在癌细胞增强上的抑制作用。

• 1986年3月日本九州大学发表研究成果，指出甲壳素与壳聚糖可以降低胆固醇量，增加HDL胆固醇，减少LDL胆固醇。

壳聚糖的改性研究进展及其应用壳聚糖是一种天然高分子材料，由于其具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性，因此在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。

然而，壳聚糖也存在一些不足之处，如水溶性差、稳定性低等，因此需要对壳聚糖进行改性研究，以提高其性能和应用范围。

壳聚糖的改性方法主要包括化学改性和物理改性。

化学改性是通过化学反应改变壳聚糖的分子结构，从而提高其性能。

例如，通过引入疏水基团可以改善壳聚糖的水溶性和生物相容性。

物理改性则是通过物理手段改变壳聚糖的形态、结构等因素，以达到提高性能的目的。

例如，通过球磨法可以制备壳聚糖纳米粒子，从而提高其在生物医学领域的应用效果。

目前，壳聚糖的改性研究已经取得了显著的进展。

然而，仍存在一些问题和挑战。

其中，如何保持壳聚糖的生物活性是改性过程中面临的重要问题。

改性后的壳聚糖可能会出现新的毒性问题，因此需要进行深入的毒性研究。

未来，随着壳聚糖改性技术的不断发展，相信这些问题将逐渐得到解决。

壳聚糖在工业、生物医学等领域有着广泛的应用。

在工业领域，壳聚糖可用于制备环保材料、化妆品添加剂、印染助剂等。

例如，通过接枝共聚将壳聚糖与聚丙烯酸制成高分子复合材料，可用于制备可生物降解的塑料袋等环保材料。

在生物医学领域，壳聚糖可用于药物传递、组织工程、生物传感器等方面。

例如，利用壳聚糖制备的药物载体能够实现药物的定向传递，提高药物的疗效并降低毒副作用。

在生物医学领域，壳聚糖还可用于组织工程。

通过将壳聚糖与胶原等生物活性物质结合，可以制备出具有良好生物相容性和生物活性的组织工程支架。

这些支架可为细胞生长提供适宜的微环境，促进组织的再生和修复。

壳聚糖还可用于制备生物传感器，用于检测生物分子和有害物质。

例如，将壳聚糖与酶或抗体结合制成生物传感器，可实现对血糖、胆固醇等生物分子和有害物质的快速、灵敏检测。

壳聚糖作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性，在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。

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。

二、壳聚糖在生物医学领域应用 的研究方法
1、制备工艺
壳聚糖的制备主要通过甲壳素的脱乙酰化获得。常用的脱乙酰化方法包括化 学法和生物法，其中化学法主要包括酸碱催化剂法和无催化剂法，生物法则主要 通过酶解法进行。不同的制备工艺会对壳聚糖的分子量、脱乙酰度等性质产生影 响，从而影响其生物医学应用效果。因此，针对不同应用领域，需要优化制备工 艺，以获得具有特定性质的壳聚糖材料。
参考内容
壳聚糖是一种天然高分子聚合物，是由甲壳类动物的外壳经过脱乙酰化处理 而得到的一种生物材料。由于其具有良好的生物相容性、生物活性及独特的物理 化学性质，壳聚糖在工业、医药、环保等领域得到了广泛的应用。本次演示将围 绕壳聚糖的研究进展及应用展开讨论。
壳聚糖具有很好的生物相容性和生物活性，能够被广泛应用于生物医学领域。 近年来，壳聚糖在药物传递系统、组织工程、生物材料等方面的研究取得了很大 的进展。在药物传递系统方面，壳聚糖可以作为药物载体，能够实现药物的定向 传递，从而提高药物的治疗效果。在组织工程方面，壳聚糖可以作为细胞支架材 料，为细胞的生长和繁殖提供适宜的微环境。在生物材料方面，壳聚糖可以用于 制造人工器官、人工关节等医疗器械。
3.环境保护
壳聚糖在环境保护领域也有着广泛的应用。例如，壳聚糖可以用于重金属离 子的吸附和分离，通过离子交换作用有效去除水体中的重金属离子。同时，壳聚 糖还可以用于制备环保材料，如可降解塑料、生物纤维等，以降低环境污染和资 源浪费。
三、壳聚糖的应用优势
壳聚糖具有多种应用优势，这使得它在各个领域得到广泛应用。首先，壳聚 糖具有良好的生物相容性和生物活性，与人体组织具有良好的相容性，对机体无 明显毒副作用。其次，壳聚糖具有优良的吸附性能，可以用于吸附和去除水体中 的重金属离子、有机污染物等有害物质。此外，壳聚糖还具有抗菌性能，可以有 效抑制细菌和真菌的生长繁殖，对于防治感染性疾病具有重要意义。

壳聚糖的制备改性及其应用进展摘要:扼要地介绍了甲壳素及壳聚糖的主要性质、结构、及制法。

重点论述了壳聚糖的一些主要的改性方法，包括醚化、氧化、酰化、交联、烷基化、接枝共聚、季铵化及和其他材料复合等方法；并综述了壳聚糖及其衍生物在食品工业、日用化学、医药行业、环保、轻工业及其他领域的应用现状。

关键词：壳聚糖；衍生物；化学改性；应用1 前言壳聚糖(chitosan) , 学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,是甲壳素(chitin) 脱乙酰的产物, 而甲壳素是仅次于纤维素的第2 大天然有机高分子物质, 每年地球上甲壳素自然生成量高达百亿吨, 其产量与纤维素相当, 储量巨大[1] 。

由于它具有良好的絮凝能力、成膜性和生物相容性等较为独特的功能, 近年来在纺织、医药、日化、农业、环保、生物工程等领域有了广泛的应用。

目前壳聚糖在全世界范围内供不应求。

我国有丰富的甲壳素资源和巨大的壳聚糖产品的潜在市场, 应充分利用资源优势, 加快研究和开发壳聚糖系列产品的步伐, 满足不同用途的需要。

2 壳聚糖的制备方法壳聚糖可由甲壳素通过脱乙酰基反应制的，其反应式如下：反应的实质是酰胺的水解反应，一般在40%的NaOH溶液中于100~180℃加热非均相进行，得到可溶于稀酸、脱乙酞度一般为80%左右的壳聚糖。

与一般的胺类物质不同，壳聚糖中的氨基在碱液中十分稳定，即使在50%的NaOH中加热到160℃也不分解[2]。

提高反应温度、碱液浓度及延长反应时间可提高脱乙酞度，但在碱液中壳聚糖的主链降解也变得严重，其表现为随着脱乙酞度的提高，通常伴随粘度及分子量的下降[3](表1-1)。

为了避免大分子链被破坏，可采用加入1 %NaBH 4[4]或通入惰性气体的办法。

最近有报道通过降低脱乙酞反应的温度、缩短反应时间、增加反应次数并进行中间产物的溶解一沉淀处理，可得到脱乙酞度达99%的高分子量(M W =59万)的壳聚糖[5]。

甲壳素/壳聚糖及其衍生物抗菌、抗肿瘤活性研究进展作者：何乃普， 宋鹏飞， 王荣民， 张慧， 王云普作者单位：西北师范大学甘肃省高分子材料重点实验室,兰州,730070刊名：高分子通报英文刊名：POLYMER BULLETIN年，卷(期)：2004(3)被引用次数：25次1.Muzzarelli R A A查看详情 19972.Dumitriu S;Chornet E查看详情 19983.Majeti N V;Ravi K查看详情 20004.张文清;柴平海;金鑫荣;应东飞查看详情 19995.谭天伟查看详情 19996.Ueno H;Mori T;Fujinaga T查看详情[外文期刊] 20017.Cho Y W;Cho Y N;Chung S H Water-soluble chitin as a wound healing accelerator.[外文期刊] 1999(22)8.夏文水;吴焱楠查看详情 1996(04)9.鲁从华;罗传秋;曹维孝壳聚糖的改性及其应用[期刊论文]-高分子通报 2001(6)10.Jeon Y J;Park P J;Kim S K查看详情[外文期刊] 200111.No H K;Park N Y;Lee S H查看详情[外文期刊] 200212.Cuero R G查看详情 199913.Jeon Y J;Kim S K查看详情 199814.杨冬芝;刘晓非;管云林;李志,姚康德查看详情[外文期刊] 200115.Jia Z S;Shen D F;Xu W L查看详情[外文期刊] 200116.沈东风;孔祥东;贾之慎壳聚糖及其衍生物的抗菌活性研究进展[期刊论文]-海洋科学 2000(07)17.Shahidi F;Arachchi J K V;Jeon Y J Food applications of chitin and chitosans [Review][外文期刊] 1999(2)18.杨冬芝;刘晓非;管云林壳聚糖的降解改性及其应用[期刊论文]-牙膏工业 1999(2)19.庄品;李治;刘晓非;李松晔,管云林壳聚糖/纤维素抗菌纤维的研究与展望[期刊论文]-化工进展 2002(05)20.黄立新;谢林明;崔毅华蛹壳聚糖对真丝织物的抗菌防皱整理[期刊论文]-丝绸 2003(04)21.赵铁;杜予民;唐汝培壳聚糖水杨酸盐-明胶共混膜结构表征及其抗菌性[期刊论文]-分析科学学报 2002(02)22.郑化;杜予民纤维素/羧甲基壳聚糖共混膜结构与抗菌性能[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2002(04)23.严瑞瑄水溶性高分子 199824.何学斌;薛存宽;杜予民;肖玲壳多糖抗肿瘤作用的实验研究[期刊论文]-中成药 2003(07)25.何学斌;薛存宽;沈凯;蒋鹏壳多糖抗肿瘤作用及对荷瘤小鼠免疫功能的影响[期刊论文]-医学导报 2003(04)26.Suzuki K;Mikami T;Okawa Y查看详情 198627.Tokoro A;Tatewaki N;Suzuki K查看详情 198828.Mizunu T;Kawagishi H;Mizun K静冈大学农学部研究报告 198629.Shiratori Y;Nagtsuyu H;Umishio K查看详情30.文镜;吕菁菁;戎卫华;金宗濂查看详情31.Qin C Q;Du Y M;Xiao L查看详情[外文期刊] 200232.刘艳如;余萍水溶性壳聚糖对小鼠免疫功能与移植性肿瘤的影响[期刊论文]-福建师范大学学报(自然科学版) 1999(04)33.王芳宇;何淑雅;李邦良;费树荣水溶性壳聚糖抗肿瘤作用的实验研究[期刊论文]-中国生化药物杂志 2001(01)34.Maria G;Jan I;Elzbieta W查看详情 1996(05)35.郭振楚;韩永生;封惠侠三种多糖的光谱鉴定、化学改性及活性[期刊论文]-光谱学与光谱分析 1999(01)36.Claus T查看详情 199837.Murata J;Saki I;Nishi N查看详情 1989(09)38.Murata J;Saki I;Matsuno K查看详情 1990(05)39.Saki I;Murata J;Nakajina M查看详情 1990(12)40.Murata J;Saki I;Makabe T查看详情 1991(01)41.Tokura S;Tamura H;Azuma I查看详情 199942.Lee J K;Lim H S;Kim J H查看详情 200243.Kimura Yoshiyuki;Okuda Hiromichi查看详情[外文期刊] 1999(07)44.Kimura Yoshiyuki;Okuda Hiromichi甲壳素,壳聚糖研究 1999(02)45.Pavis H;Wilcock A;Edgecombe J查看详情 2002(06)46.Nsereko S;Amiji M查看详情[外文期刊] 200247.Son Y J;Jang J S;Cho Y W查看详情[外文期刊] 200348.Chen W R;Liu H;Nordquist J A;Nordquist R E Reactive ion etching of ZnSe, ZnSSe, ZnCdSe and ZnMgSSe by H-2/Ar and CH4/H-2/Ar[外文期刊] 2000(6A)49.Chen W R;Adams R L;Carubelli R;Nordquisa R E查看详情 199750.Tokumitsu H;Hiratsuka J;Sakurai Y查看详情[外文期刊] 2000(02)51.Tokumitsu H;Ichikawa H;Fukumori Y查看详情[外文期刊] 1999(12)52.Futoshi Shikata;Hiroyuki Tokumitsu;Hideki Ichikawa;Yoshinobu Fukumori查看详情[外文期刊] 200253.Shim B C;Park K B;Jang B S查看详情[外文期刊] 200154.Kim J R;Kim Y M;Park K B查看详情 19961.王磊.潘可风.黄远亮.WANG Lei.PAN Ke-feng.HUANG Yuan-liang甲壳素、壳聚糖在骨修复方面的研究进展[期刊论文]-口腔颌面外科杂志2007,17(4)2.马继安甲壳素的应用和制造[期刊论文]-现代渔业信息2002,17(5)3.玉顺子甲壳素及其衍生物药理作用的研究进展[期刊论文]-时珍国医国药2006,17(10)4.宋超.吉爱国.宋淑亮.梁浩.王伟莉甲壳素及其衍生物在医用领域的最新研究进展[会议论文]-20065.周彦斌.曾庆孝.吴小勇.宁初光壳聚糖与胃肠道健康[期刊论文]-广州食品工业科技2004,20(z1)1.张晓菲.刘丽宏.丁春雷.杨润涛.赵长琦印迹壳低聚糖在小鼠体内的代谢与组织分布[期刊论文]-中国药理学与毒理学杂志 2011(3)2.覃容贵.吴建伟.国果.付萍蝇蛆壳聚糖急性毒性实验[期刊论文]-时珍国医国药 2009(3)3.杨靖亚.吴宏忠.于有军.刘建文羧甲基壳聚糖抗肿瘤及免疫增强活性研究[期刊论文]-中国临床药理学与治疗学2007(12)4.杜经武.来水利.颜珩烨H2O2/ClO2法制备低聚壳聚糖[期刊论文]-陕西科技大学学报（自然科学版） 2008(4)5.吴迪.柴云甲壳素及其衍生物在制剂中的应用和前景[期刊论文]-实用医技杂志 2006(19)6.孔高原.王军强.闫训友壳聚糖对金顶侧耳液体发酵可溶性糖含量的影响[期刊论文]-西南农业学报 2012(5)7.史振霞.吴智艳壳聚糖对香菇菌丝生长代谢的影响[期刊论文]-食用菌学报 2011(4)8.孙芳利.段新芳.毛胜凤.吕建全.王建辉壳聚糖金属配合物处理后竹材的防褐腐作用及力学性能[期刊论文]-林业科学 2007(8)9.吴智艳.史振霞.王利荣壳聚糖对平菇菌丝体生长代谢的影响[期刊论文]-北方园艺 2007(7)10.吴智艳.史振霞.王利荣不同浓度壳聚糖对平菇菌丝体生长代谢的影响[期刊论文]-食用菌 2007(4)11.张瑞娟甲壳素及其衍生物的药理作用及研究进展[期刊论文]-内蒙古中医药 2013(29)12.许云辉.杜兆芳.刘新壳聚糖亚胺改性棉纤维的结构与性能[期刊论文]-纺织学报 2012(9)13.钟志梅.邢荣娥.刘松.汲霞.郭占勇.李鹏程壳聚糖在饲料添加剂中的应用研究[期刊论文]-海洋科学 2008(3)14.李和生.孙玉喜.王鸿飞果胶酶降解壳聚糖工艺优化及特性动态变化分析[期刊论文]-农业机械学报 2006(1)15.吴秋小.黄冠庆.潘俊福.曾得寿壳聚糖对0～3周龄三黄肉仔鸡生产性能和免疫力影响的初探[期刊论文]-饲料工业 2007(2)16.刘琨.侯本祥.杨圣辉.李金陆壳聚糖体外抑菌实验研究[期刊论文]-现代口腔医学杂志 2007(3)17.何康.冯有辉.艾春媚硫酸壳聚糖体内抗肿瘤作用的实验研究[期刊论文]-中国临床药理学与治疗学 2008(1)18.孙振玲.刘俊龙抗菌塑料的制备及应用研究进展[期刊论文]-塑料科技 2007(10)19.刘琨.侯本祥.杨圣辉氢氧化钙、甲壳素体外抑菌实验研究[期刊论文]-牙体牙髓牙周病学杂志 2006(12)20.李冰.封桂英几丁糖的生物学性能及其在口腔颌面外科领域的应用[期刊论文]-承德医学院学报 2006(1)21.付小蓉.朱昊.黄丹棉织物壳聚糖衍生物抗菌整理[期刊论文]-印染 2010(13)22.张爱英.王学东.邓树娥.孙凤祥.王振松磺化壳聚糖对MCF-7的体外抑制作用研究[期刊论文]-现代生物医学进展 2010(10)23.张礼华.胡人峰.沈青植物多酚在高分子材料中的应用[期刊论文]-高分子通报 2007(8)24.李冰几丁糖关节腔内注射对兔颞下颌关节骨关节病的预防作用[学位论文]硕士 200525.杨黎明壳聚糖的改性及其智能水凝胶的研究[学位论文]博士 2005引用本文格式：何乃普.宋鹏飞.王荣民.张慧.王云普甲壳素/壳聚糖及其衍生物抗菌、抗肿瘤活性研究进展[期刊论文]-高分子通报 2004(3)。

甲壳素∕壳聚糖及衍生物在水处理中的应用摘要：甲壳素具吸附及螯合性，可以和重金属离子形成错合物，再加上其生物可分解特性，不致于造成二次公害，因此为一良好的环境友好型水处理材料。

本文主要介绍了甲壳素∕壳聚糖及衍生物在水处理中的应用研究进展。

关键词: 壳聚糖;螯合; 水处理一．壳聚糖简介甲壳质是1811年由法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(odier)从甲壳动物外壳中提取，并命名为CHITIN，译名为几丁质。

外观及性质：淡米黄色至白色，溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。

甲壳质的脱乙酰基衍生物(Chitosan derivatives)可溶于水。

甲壳素具有抗癌抑制癌、瘤细胞转移，提高人体免疫力及护肝解毒作用。

尤其适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖等症，有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿瘤疾病。

因此,甲壳素/壳聚糖越来越多地被国内外研究者所重视,对它的研究也日益深入,现在,甲壳素/壳聚糖的应用领域已覆盖环保、食品、生物医用材料、生物农药等诸多方面。

甲壳素的化学名称为（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，是线型多糖类聚合物，简称为N-乙酰-D-葡糖胺。

二．1、壳聚糖的制备壳聚糖是许多低等动物,特别是节肢类动物(如昆虫、甲壳类动物等)外壳的主要成分,主要以无机盐及蛋白质结合形式存在.但其中尤以虾蟹壳中含量最高，因此通常以是虾蟹壳为原料。

（1）传统工艺[1]以虾蟹壳为原料，常温下用稀释盐酸分解无机盐，用稀碱脱除蛋白质得甲壳素，甲壳素再经浓碱脱乙酰基得壳聚糖。

其简易流程如下：虾蟹壳——清洗、去杂质、烘干（加稀HCL）——脱无机盐（加稀NaOH）——脱蛋白质（加浓NaOH）——脱乙酰基——烘干得壳聚糖壳聚糖的主要质量指标是粘度及胺基含量，在制备壳聚糖过程中，用稀盐酸分解虾蟹壳无机盐的同时，壳聚堂的链也会发生不同程度的水解作用，因此在分解无机盐的过程中盐酸的浓度、处理时间及温度对壳聚糖制品的粘度、胺基含量均有影响。

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内蒙古 中医药
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壳聚糖及衍生物用于降血糖21世纪的最新研究进展来水利王克玲(陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安，710021)【摘要】壳聚糖是甲壳质的脱乙酰基产物，分子中含有多个氨基和羟基等活性基团，经化学修饰得到的衍生物可具有新的性能。

壳聚糖及其衍生物不但本身具有降血糖的生物活性，而且可以作为胰岛素基因载体制成治疗胰岛素依赖型糖尿病的生物技术药物，还可以用于制备胰岛素口服制剂，从而达到缓释的目的。

【关键词】壳聚糖，衍生物，降血糖，胰岛素基因，口服制剂壳聚糖(chitosan)是甲壳素脱乙酞化的产物，于1859年由法国人Rouget首先得到，由于该多糖结构的特殊性，生物可降解性，安全无毒和多功能性，已在农业、轻工业、医药、健康食品、医用功能材料、环保等领域得到广泛的研究和应用。

可溶于稀酸，高度脱乙酞壳聚糖可溶于水，分子中含有多个氨基和羟基等活性基团，经化学修饰可具有新的性能。

壳聚糖是自然界中少见的带正电荷的高分子聚合物，这类多糖既可生物合成，又可生物降解，与动物的器官组织及细胞有良好的生物相容性，无毒，降解过程中产生的低分子寡聚糖在体内不积累，几乎没有免疫原性。

糖尿病是一组由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合征。

病情严重或应激时可发生多种急性代谢性紊乱。

1998年世界卫生组织资料表明，全世界有 1.48亿糖尿病患者，预测到2025年将达到3亿[1]。

糖尿病的治疗，目前所用的方法有:口服药物治疗、胰岛素治疗和非药物治疗，还缺少特效药，现有的传统治疗方法，很难达到既能使患者24 h血糖维持在正常水平或接近正常水平，又能避免发生严重低血糖的治疗目标。

因此，如何防治糖尿病已成为国内外科学工作者的一个重要课题。

壳聚糖及其衍生物不但本身具有降血脂、降血糖、抗菌、降血压等生物活性，而且还可以作为胰岛素基因载体和用于制备胰岛素口服制剂，用于胰岛素依赖型糖尿病的治疗。

本文着重对21世纪以来壳聚糖及其衍生物对糖尿病作用的研究作一综述。

2018年06月浅谈壳聚糖的应用研究进展白玉爽刘悦李跃程立（沈阳师范大学化学化工学院，辽宁沈阳110034）摘要：壳聚糖及其衍生物作为一种资源丰富、用途广泛的天然高分子材料,在很多方面都有广泛的应用。

本文对壳聚糖在相关领域的应用及研究进行了综述，并提出了展望。

关键词：壳聚糖；应用；研究进展壳聚糖(Cs)是甲壳素经脱乙酰化的产物，即脱乙酰基甲壳素，又名可溶性甲壳质、甲壳胺。

化学名称为(1,4)聚-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是由单体通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链状高分子化合物。

1壳聚糖及其衍生物的应用1.1在食品方面的应用壳聚糖具有良好成膜性。

果蔬经浸泡或涂抹晾干后，在其表面形成一层无色透明的薄膜，可调节果蔬采摘后的生理代谢、减少水分损失、并对微生物产生抑制作用，减少了致病菌的侵染，提高果蔬的耐驻性。

壳聚糖与酸性多糖反应可生成壳聚糖的酸性多糖络盐，酸性多糖络盐是一种组织填充材料，利用这种功能可以制成有保健效果的仿生肉。

1.2在医疗卫生方面的应用壳聚糖及其衍生物中的氨基葡萄糖或N-乙酰基葡萄糖易与巨噬细胞表面的受体结合，可以促进肿瘤坏死因子的产生，调节生物体的免疫功能。

现下，海绵和纤维、支架和纳米粒子、膜和片及水凝胶等创口敷料类型，均与现下壳聚糖具有一定的关系。

刘起群制备的羧甲基壳聚糖碘仿复合膜剂，其制备工艺简单、质量控制方法稳定可靠、重现性好，能满足临床治疗冠周炎的要求。

周应山等制备了一种壳聚糖水凝胶敷料，其制备的壳聚糖生物相容性好，且没有使用含有毒性的醛类交联剂，有利于创面的愈合。

同时，壳聚糖及其衍生物也具有一定的免疫功能作用。

主要是壳聚糖进入人体内后，其所富有的正电荷能与人体内的负电荷能相互吸引，从而提升患者身体的免疫能力。

1.3在轻纺业方面的应用1.3.1在纺织印染工业方面的应用壳聚糖在纺织品印染过程中,在提高上染速率、固色等方面起关键作用，还可作为天然印花原料。

壳聚糖可用于抗皱性欠好的棉类、真丝、麻类织物等的抗皱整理；对聚酯织物作抗静电整理；由于壳聚糖具有抗菌性,经壳聚糖整理的织物具有抗菌能力，所以还可进行抗菌整理。

壳聚糖及其衍生物在食品工农业中的应用研究进展颜阿娜;李世迁【摘要】壳聚糖作为一种天然碱性多糖，具有高附加值、可再生资源、抑菌、无毒、易成膜、可生物降解、螯合重金属等优点。

文章综述了壳聚糖在食品工农业方面的应用研究进展情况，详细介绍了壳聚糖、改性壳聚糖和复合壳聚糖在果蔬保鲜、植物诱导、防止微生物生长、果汁澄清、添加剂和食品工业废水方面的应用性能，并对壳聚糖在食品中应用的未来发展进行展望。

%As a natural edible alkalescent polysaccharide , chitosan had many advantages such as high value -added , a kind of renewable resources , antibacterial, non-toxic, easy to be filmed, biodegradable, and chelating heavy metal.The advance in research of chitosan and its derivative on food industry and agriculturewas summarized.The application of single chitosan , modified chitosan and composite in food preservation was overviewed.The plants, antibacterial antioxidant effect , clarified fruit juice , additives and the food industry wastewater treatment were introduced in detail , and the future development of fresh film of chitosan was prospected.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)018【总页数】3页(P8-10)【关键词】壳聚糖;应用;食品;工业;农业【作者】颜阿娜;李世迁【作者单位】福建师范大学福清分校生物与化学工程系，福建福州 350300;福建师范大学福清分校生物与化学工程系，福建福州 350300; 武汉大学资源与环境科学学院，生物质资源化学与环境生物技术湖北省重点实验室，湖北武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】Q53壳聚糖在自然界广泛存在，是自然界中唯一碱性多糖、仅次于纤维素的第二大可利用再生资源［1］。

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。

壳聚糖在食品保鲜中的研究应用进展壳聚糖是一种具有良好特性的碱性氨基多糖，其在食品工业被广泛开发和应用，食品保鲜一直以来都是食品领域研究的热点。

本文从壳聚糖物质出发，综述了壳聚糖对食品保鲜的作用机理和研究应用现状，以期为壳聚糖在食品中的进一步研究提供参考依据与思路。

食品由于其基本特性在长期自然贮存状态下易发生腐败变质现象。

食品腐败后理化性质和感官发生改变，致使食物本身营养价值降低，影响其口感与风味，引起卫生安全问题，造成食品浪费[1]。

其由腐败产生的一些致病性微生物还会在一定程度上对食用人群的身体健康造成损害。

延长食品保质期和保鲜期，延缓食品腐败、增加稳定性，保留食品最佳的可食用风味是食品工业领域一直以来的研究热点。

壳聚糖是一类具有良好特性的碱性氨基多糖，其来源广泛，而且具有安全无毒、生物相容性好、抗菌性强、易成膜等特点而被广泛应用于食品保鲜领域[2]。

本文就壳聚糖及其复合物在食品保鲜的应用及研究进展进行综述，重点阐述壳聚糖在食品保鲜中的作用机理、性能和应用，并对壳聚糖在食品保鲜的发展前景进行展望，为壳聚糖在食品工业中的进一步应用研究提供参考依据。

壳聚糖概述壳聚糖是自然界广泛存在的甲壳素物质脱乙酰化作用生成的多糖高分子物质，其化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖[3]。

壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，N-乙酰基脱去55%以上就可称之为壳聚糖，因此在特定的条件下，壳聚糖能发生多种理化反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用范围[4]。

壳聚糖这种天然高分子物质因其良好的生化特性与可加工性而被应用在食品、医药、化工等许多行业领域中并取得了重大进展[5]。

壳聚糖在食品中主要体现在对食品保鲜领域的研究应用，其保鲜食品原理主要是由于壳聚糖具有成膜性与抑菌性能，能够在食品表面形成阻隔性良好的透气薄膜，减缓食品的衰败变质，同时壳聚糖具有杀菌作用，壳聚糖与细菌细胞中带阴离子的细胞质发生絮凝作用产生抑菌效果，能够有效抑制微生物生长繁殖[6-8]。

甲壳素及壳聚糖在纺织工业中的应用1 概述甲壳素（Chitin）又名甲壳质、几丁质等，是一种丰富的自然资源，每年生物合成近10亿吨之多，是继纤维素之后地球上最丰富的天然有机物。

甲壳素的结构与纤维素极其相似，是一种天然多糖，可命名为（l，4）-2-乙酸氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。

甲壳素兼有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，对动、植物都具有良好的适应性，同时还具有生物可降解性和口服无毒性，因此近年来它已成为一种用途广泛的新型材料。

壳聚糖（Chitosan）是甲壳素脱乙酸化的产物，能溶于低酸度的水溶液中，因其含有游离氨基，能结合酸分子，故具有许多特殊的物理化学性质和生物功能。

壳聚精是甲壳素最重要的衍生物，是甲壳素脱乙酸度达到70％以上的产物，也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖，具有无毒性、可生物降解性、良好的生物兼容性等特性。

另外，壳聚糖分子中存有大量的氨基和羟基，可以通过化学反应在其上引入各种功能性基团进行化学修饰作为低等动物组织中的纤维成分，所以表现出了极高的应用价值和广泛的发展前景，是一种新型的多功能织物整理剂，在印染、抗折皱、防毡缩、抗菌和纤维滤嘴等方面应用广泛。

此外，将甲壳素或壳聚糖纺成纤维，进而加工成外科用的可吸收手术缝合线、伤口敷料、人造皮肤等医用材料则是近年来科学家们研究的重要课题。

2 在纺织领域中的应用壳聚糖具有许多天然的优良性质，如吸湿透气性、反应活性、生物活性、吸附性、粘合性、抗菌性等，人们利用这些性能来提高棉、毛、丝绸等天然纤维织物的染色、抗菌、防皱、防缩等性能，并可应用于纺织领域的污水处理。

2．1 手术缝合线用壳聚糖纤维制成的缝合线，在预定时间内有很强的抗张强度，在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好的强度，在体内有良好的适应性，尤其是经过一定时间，壳聚糖缝合线能被溶菌西每解，被人体自行吸收。

因此，当伤口愈合后，不必再拆线。

理想的外科缝合线应满足：愈合前与组织兼容；愈合时所有缝合线不拆除，逐渐被人体吸收而消失；缝合线不破坏愈合。

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

甲壳素及其衍生物药理作用的研究进展【关键词】甲壳素；，，药理作用摘要：目的介绍甲壳素药理作用的研究进展，为临床应用和深入研究提供参考。

方法广泛查阅相关文献资料，进行分析，整理，归纳。

结果甲壳素具有抗菌抗感染、降脂、降血糖、抗肿瘤、抗凝血、抗辐射、保护肝脏等药理作用。

结论甲壳素具有广泛的药理作用及其应用价值，值得深入研究。

关键词：甲壳素；药理作用甲壳素又名几丁质、甲壳质、壳多糖等，是一种维持和保护甲壳动物和微生物躯体的线性氨基多糖，广泛存在于甲壳纲动物如蟹、虾、软体动物、昆虫、真菌、海藻及高等植物细胞壁中，其资源丰富，产量仅次于纤维素，是自然界第二大有机物质，也是自然界除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子，每年自然界生物合成量约为100亿吨。

在甲壳素被发现的一个多世纪以来，人们对此类化合物进行了大量的基础和应用研究，揭示了其在食品、美容、纺织、环境保护、农业、生物等一系列领域的应用价值，发现甲壳素有纤维素所没有的特性，是目前世界上唯一含阳离子的可食性动物纤维，也被认为是继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质以外的第六生命要素，可以应用在工业领域（如取代塑料）、农业领域（不需要农药的肥料），化妆品领域（调整皮肤等）、医药、膜材料和其他环保、健康领域。

壳聚糖(chitosan)是甲壳素最重要的衍生物，是甲壳素部分或全部脱乙酰基的产物。

自1811年Braconnol发现甲壳素和1894年Hoppe将甲壳素与KOH在180℃下熔融得到壳聚糖以来，近年来，随着高分子科学和生物医学工程的发展，甲壳素及其衍生物在医药方面的应用研究也日益增多。

国内、外多项实验已经证明，甲壳素及其衍生物具有多种药理作用，临床用于治疗相关病症收到了良好的效果［1］。

现对甲壳素及其衍生物在药理作用及其应用方面作一综述。

1 抗菌抗感染甲壳素及其多种衍生物均具有不同程度的抗感染作用，以甲壳素六聚糖为最强。

小分子的脱乙酰甲壳素具有质子化铵，质子化铵与细菌带负电荷的细胞膜作用，吸附和聚沉细菌，同时穿透细胞壁进入细胞内，扰乱细菌的新陈代谢及合成而具有抗菌作用；体外实验表明，当壳聚糖质量浓度为6 g/L时，约有50％革兰阴性菌被抑制，10 g/L时抑菌率达60％～100％。

2.4 可降解壳聚糖地膜
使用地膜可以增加土壤温度, 保水保墒, 促进农作物早熟, 提高产量, 但 地膜使作物丰收的同时, 也造成了严重的环境污染, 残留在土壤中不能分解的 废膜, 导致土壤结构恶化, 土地透气性变差, 植物的生长和对水的吸收都受到阻 碍, “白色革命”附带来了“白色公害”, 利用壳聚糖的成膜性及生物可降解性, 可 制成具有良好粘附性、通透性和一定抗拉强度的农用地膜。代替现在广泛使 用的聚乙烯地膜, 这种地膜无污染、成本低、强度高, 并且具有改良土壤的作 用。研究发现, 壳聚糖应用在种衣剂中具有较好的成膜性能, 且通过优化助剂, 可以有效地降低药剂在水中的溶解淋失率, 提高药剂在种子表面的附着力。近 年来, 日本利用壳聚糖具有的良好成膜性能开发出壳聚糖塑料降解地膜、生物 可降解地膜, 壳聚糖的生物可降解性在工业上也具有广泛的应用前景, 如制作 可降解饭盒、包装材料等。
增强植物细胞壁
1.1 诱导植物抗性蛋白的产生
壳聚糖及其衍生物可诱导植物产生抵御病原物质的抗性蛋 白——致病相关蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。 壳聚糖所诱导的抗性蛋白主要为植物抗毒素(phtoalexin)、几 丁质酶(chitinase)、壳聚糖酶(chitosanase)和 1, 3一葡聚糖酶 ( l, 3一glucanase)等。许多研究都表明, 壳聚糖可诱导植株产 生几丁质酶、壳聚糖酶和 l, 3-葡聚糖酶, 这些酶的底物是真菌 细胞壁的主要组分, 几丁质酶特别是在与1, 3-葡聚糖酶的共同 作用下可在体外抑制真菌的生长。壳聚糖诱导出的几丁质酶、 壳聚糖酶和l, 3-葡聚糖酶彼此之间还有协同效应, 以致抗菌作 用更为明显。
壳聚糖的抑菌作用及在农 业中的应用
壳聚糖(chltosan)是甲壳素(chitin)的一种重要 衍生物，是甲壳素脱乙酰基转化而成的产物。甲壳素 来源于甲壳类动物，甲壳素(Chitin)也叫甲壳质、几 丁、几丁质、蟹壳素、明角壳蛋白、壳多糖，广泛存 在于低等动物(如甲壳纲、昆虫纲和蛛形纲等节肢动物 外壳)和低等植物(如真菌、藻类、酵母等)的细胞壁中。 是自然界中最丰富的天然高分子化合物之一(仅次于纤 维素)和第二大含氮化合物(仅次于蛋白质)。 据估计， 地球上每年由生物合成的甲壳素约有100亿吨，是一种 取之不尽、用之不竭的再生资源。人们利用和研究甲 壳素已有近百年的历史. 因为它的安全无毒性、可生 物降解性及生物相容性和独特的理化性质和生物活性。 应用范围扩展到化妆品、膜材料、纤维材料、催化剂、 混凝剂、酶和细胞的固定化载体、药物载体、吸附剂 等多个领域和农业、环境保护、食品工业、医药、分 析化学及轻纺工业 。