纤维素_壳聚糖复合材料应用研究进展_匡冰

Research Progress of Chitosan and its Derivatives in the Fields of Medicine,Agriculture and
Nanomaterials
作者： 李靖雅[1];钟志梅[1]
作者机构： [1]内蒙古农业大学理学院,内蒙古呼和浩特010018
出版物刊名： 化工管理
页码： 125-128页
年卷期： 2020年 第28期
主题词： 壳聚糖;衍生物;进展
摘要：壳聚糖作为一类具有良好生物相容性、可降解性等优点的天然聚氨基葡萄糖,在众多
领域都有广泛的应用空间。

文章阐述了壳聚糖在医学领域,例如组织工程学、基因工程方向的研
究方向;农业领域,壳聚糖在防治作物虫害、吸附水土中重金属离子等热点问题的应用实例;以及在纳米材料领域有关新型复合材料、新型生物传感器的研究进展,总结了近年来壳聚糖及其衍生物
的研究成果,展望了其未来的研究方向。

壳聚糖的改性及其应用进展艾林芳;王光辉【摘要】Structure of chitosan was introduced. Some main modification methods for preparing of chitosan derivatives, including etherification, oxidation, acylation, crosslinking, alkylation, graft copolymerization, quaterization and recombination with other materials et al were focused. Applications of chitosan and its derivatives in water treatment, medication, food processing and other fields were summarized.%介绍了壳聚糖的结构；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水处理、医药、食品加工及其他领域的应用现状.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2011(041)004【总页数】5页(P289-293)【关键词】壳聚糖;衍生物;化学改性;应用【作者】艾林芳;王光辉【作者单位】东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000;东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000【正文语种】中文【中图分类】TQ658壳聚糖一般是指脱乙酰度超过50%的甲壳素，又称作几丁糖、几丁聚糖和壳多糖，为白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，是自然界中唯一含游离氨基碱性基的阳离子多糖，属氨基多糖类。

壳聚糖的相对分子质量因原料不同和制备方法不同从数十万到数百万不等，其脱乙酰度越高，相对稳定性越低，但机械强度增大，生物相容性增加，吸附作用增强［1］。

改性壳聚糖的研究进展1壳聚糖的理化性质壳聚糖(chitosan，(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物。

甲壳素广泛存在于蟹、虾以及藻类、真菌等低等动植物中，含量极其丰富，自然界每年产量约在100亿吨，是仅次于纤维素的第二大多糖。

它是由葡萄糖结构单元组成的直链多糖，此多糖中含有数千个乙酰己糖胺残基，因此在分子间形成很强的氢键，导致其不溶于水和普通有机溶剂，这就大大限制了其应用范围。

将甲壳素在碱性条件下加热，脱去N-乙酰基后可生成壳聚糖。

人们常将N-脱乙酰度和粘度(平均相对分子质量)作为衡量壳聚糖性能的两项指标。

N-脱乙酰度是判定壳聚糖溶解性的依据，脱乙酰度越高，分子链上的游离氨基就越多，在酸中的溶解性就越好；而壳聚糖相对分子质量越大，分子之间的缠绕程度就越大，溶解度就越小。

壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖，它一般是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。

壳聚糖可溶于大多数稀酸，如盐酸、醋酸、苯甲酸溶液，且溶于酸后分子中氨基可与质子结合，使自身带上正电荷。

甲壳素及壳聚糖的结构式如图1所示：图1壳寡糖与壳聚糖的结构式甲壳素和壳聚糖在自然界可以被各种微生物降解。

微生物中的甲壳素酶(chitinase)可以随机地水解甲壳素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷键。

而壳聚糖可以被多种酶水解，包括壳聚糖酶(chitosanase)、麦芽糖酶、脂肪酶、以及各种来源的蛋白酶。

在人体内甲壳素酶和壳聚糖酶并非普遍存在，通过测定显示N-乙酰壳聚糖在人血清中可以被人体内普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。

壳聚糖的主链结构中引入了2-氨基，化学性质区别于3,6-羟基，与甲壳素相比增加了反应选择性的功能基团。

由于C6-OH是一级羟基，C3-OH是二级羟基，空间位阻不同反应活性也不同，再加上C2-NH2，壳聚糖就具有三个活性不同的可供修饰的基团。

壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展吴小勇　曾庆孝　阮征　张立彦(华南理工大学轻工与食品学院,广州510640) 摘　要:本文介绍了壳聚糖的抑菌作用及其在食品防腐保鲜方面的应用,还对壳聚糖的抑菌机理及其影响因素进行了较为全面的讨论。

关键词:甲壳素,壳聚糖,抑菌,防腐保鲜Progress in the Study of Antimicrobial Activities of ChitosanXiaoyong Wu,Q ingxiao Z eng,Zhen Ruan,Liyan Zhang(College of Light Industry&Food Science,South China Univ.of Tech.,Guangzhou510640)Abstract:The antimicrobial activities of chitosan and its a pplication in food preservation were introduced in this article. Moreover,the antimicrobial mechanisms and the effect factors of chitosan were com pletely discussed.K ey w ords:Chitin,Chitosan,Antimicrobial activities,Preservation0　简介甲壳素是可以再生的生物大分子物质,在自然界中广泛存在,是自然界中存在的数量仅次于纤维素的第二大有机物,估计每年的生物合成量达100亿吨[1]。

甲壳素的脱乙酰产物%%壳聚糖,由于存在自由氨基,其溶解性和化学反应活性大大改善,表现出比甲壳素更广泛的应用前景。

壳聚糖在食品工业的应用主要有:食品防腐保鲜、酒类除浊和果汁的澄清、功能性食品添加剂、水净化等。

Fereidoon Shahidi 等综述了甲壳素和壳聚糖在这方面的应用[2],宋清华等也有类似的介绍[3]。

壳聚糖复合涂膜在果蔬保鲜中的应用研究进展张洪;王明力;毛玉涛【摘要】Chitosan is safe and non-toxic to people, which has the advantages of biodegradability and strong antimicrobial activity as a natural food preservative. In recent years, the technology of chitosan coating has become a research focus on storage of fruits and vegetables. In this paper, the studies on application of chitosan in fresh-keeping of fruits and vegetables at home and abroad were reviewed. Moreover, the existing problems and development trends were proposed.%天然食品防腐剂壳聚糖具有易于生物降解、抗菌性强、安全无毒等优点.近年来,壳聚糖复合涂膜保鲜技术已成为保鲜领域的研究热点.笔者从壳聚糖与其他天然防腐剂的复合及改性壳聚糖在果蔬保鲜中的应用等方面,对国内外有关壳聚糖复合物保鲜应用的研究进行了综述,提出了现阶段壳聚糖复合物保鲜技术研究与应用中存在的问题及其今后的研究发展方向.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2011(039)010【总页数】4页(P149-152)【关键词】壳聚糖;复合膜;果蔬;保鲜;应用【作者】张洪;王明力;毛玉涛【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】S609.3壳聚糖是一种无毒无害可食用的天然物质，易于生物降解，有良好的生物相容性、成膜性和很强的抗菌保鲜防腐能力[1]，用于食品保鲜不存在安全隐患，故而在果蔬保鲜中得到广泛应用。

氧化石墨烯／壳聚糖生物复合材料的制备及应用研究进展吕生华;李莹;杨文强;崔亚亚【摘要】Graphene oxide/chitosan is a new type of biocomposites which was developed in recent years ,it possesses the uniquemechanical ,adsorptive ,electrochemical and antibacterial properties . The research progress of graphene oxide/chitosan composites was summarized in this paper . The preparation methods of the biocomposites were introduced briefly .Meanwhile ,the application of the biocomposites in the field of high mechanical strength of materials ,waste watertr eatment ,electro‐chemical sensor and biomedical materials were illustrated in details .At last ,the low cost and large scalepreparation ,structure and properties of composite materials and its application in new areas of graphene oxide/chitosan biocomposites were prospected .%氧化石墨烯／壳聚糖复合材料是近几年发展的一种新型生物复合材料，具有独特的力学性能、吸附性能、电化学性能以及抗菌性能等。

利用真菌生产壳聚糖的研究进展目录1. 内容概览 (2)1.1 壳聚糖的概况 (3)1.2 真菌在壳聚糖生产中的应用 (4)2. 壳聚糖的性质与功能 (4)2.1 壳聚糖的结构特性 (6)2.2 壳聚糖的生物降解性 (8)2.3 壳聚糖的功能特性 (9)3. 真菌壳聚糖生产技术 (10)3.1 真菌壳聚糖的生产原理 (11)3.2 常用生产真菌 (12)3.2.1 黄曲霉 (13)3.2.2 米曲霉 (14)3.2.3 绿曲霉 (15)3.3 生物工程技术优化壳聚糖生产 (17)3.3.1 发酵条件的优化 (18)3.3.2 基因工程的应用 (19)3.3.3 酶工程在壳聚糖生产中的作用 (20)4. 壳聚糖的下游过程 (21)4.1 壳聚糖的提取与纯化 (23)4.2 壳聚糖的改性 (24)4.2.1 化学改性 (25)4.2.2 物理改性 (26)4.3 壳聚糖的应用研究 (28)4.3.1 生物医药领域 (29)4.3.2 农业技术 (30)4.3.3 环境保护领域 (31)5. 壳聚糖的真菌生产中的挑战与展望 (32)5.1 产量提高与成本降低 (34)5.2 环境影响与可持续性 (35)5.3 壳聚糖产品的市场潜力 (36)1. 内容概览在自然界中，真菌是非常多样且独特的生物类群，它们不仅在生态系统中发挥关键作用，而且在生物技术领域，特别是真菌生物技术领域，具有极大的潜力。

过去的几十年里，科学家们一直在探索如何利用真菌生产的高价值生物聚合物，其中之一便是壳聚糖。

源自甲壳素，是自然界中最丰富的生物聚糖之一，广泛应用于医疗、农业、食品等行业。

它因其生物相容性、降解特性、抗菌性和吸湿性而在现代应用中愈发受到重视。

对于真菌而言，壳聚糖合成往往与真菌的次级代谢过程有关，不尽依赖物种特异性，还在很大程度上受环境因素和培养条件的影响。

研究进展涵盖了多个关键方面，包括真菌种类、发酵培养基与工艺、壳聚糖的纯化及性质评估、生物可降解性评价、应用前景以及现行研究中的挑战。

2015年第34卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS・767・化工进展纤维素的改性及应用研究进展罗成成，王晖，陈勇（中南大学化学化工学院，湖南长沙410083）摘要：植物纤维素是天然的可再生资源，对纤维素的改性利用一直是研究的热点。

本文简要介绍了纤维素的结构与性质，综述了纤维素的改性方法，包括物理改性、化学改性和生物改性等，其中化学改性是最主要的方法，包括酯化、磺化、醚化、醚酯化、交联和接枝共聚等，通常涉及其结构中羟基的一系列反应。

通过改性，引进了一系列离子型基团，有利于增强纤维素的亲水性。

经改性后的纤维素与之前相比，结晶度和聚合度明显降低，可及度明显提高，无论物理性质还是化学性质都表现出更大的优越性。

其后回顾了纤维素衍生物在食品、造纸以及建筑行业中的一些研究应用成果，阐述了其在医药及废水处理等方面的研究进展，并展望了纤维素衍生物的发展前景。

关键词：纤维素；纤维素衍生物；化学改性中图分类号：TQ072文献标志码：A文章编号：1000–6613（2015）03–0767–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.03.028Progress in modification of cellulose and applicationLUO Chengcheng，WANG Hui，CHEN Yong（School of Chemistry and Chemical Engineering，Central South University，Changsha410083，Hunan，China）Abstract：Plant cellulose is a natural renewable resource，and application of the modified cellulose has been a research focus.The structure and properties of cellulose are described，and cellulose modification methods are reviewed，including physical，chemical and biological methods.The main method is chemical modification，including esterification，sulfonation，etherification，ether esterification，crosslinking and graft copolymerization，which involve the reactions of hydroxyl groups in the cellulose.Hydrophilcity of cellulose could be enhanced by introduction of ionic groups.Compared with non-modified cellulose，crystallinity and degree of polymerization of modified cellulose decrease significantly，whereas accessibility is improved remarkably，with superior physical and chemical properties.Finally，the research achievements of cellulose derivatives in food，paper and construction industries are reviewed.Research progresses in pharmaceuticals，wastewater treatment and other areas are presented.Future applications of cellulose derivatives are prospected.Key words：cellulose;cellulose derivatives;chemical modification纤维素是植物细胞壁的主要成分，在自然界中分布甚广，是取之不尽、用之不竭的天然高分子化合物。