低聚水溶性壳聚糖的制备方法及研究进展

壳聚糖的制备方法及研究进展

壳聚糖的制备方法及研究进展作者：张立英来源：《山东工业技术》2018年第02期摘要：壳聚糖作为一种碱性多糖被广泛应用于食品、生物、化工、医疗等领域。

本文重点介绍了壳聚糖的制备方法及其研究进展，并对其发展趋势进行了展望。

关键词：壳聚糖；碱性多糖；制备方法DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.02.016壳聚糖本身的分子结构类似于纤维素，因其多了一个带正电荷的胺基，使其化学性质较为活泼。

目前壳聚糖正因其优良的生理活性在食品、化妆品、医药、化工、污水处理等方面展现出广阔的应用前景，近十年来国内外对于壳聚糖的开发研究热度一直持续不减，各种新颖的制备方法也是层出不穷。

1壳聚糖的来源壳聚糖通常是由甲壳素（又名几丁质）经脱乙酰基作用获得，甲壳素在自然界中广泛存在于高等真菌以及节肢动物（虾、蟹、昆虫等）的外壳中，其中虾壳、蟹壳是工业生产壳聚糖的主要原料。

由于大分子间的氢键作用，天然存在的甲壳素构造坚固，化学性质稳定，不溶于水、酸碱和一般的有机溶剂，这也使得甲壳素的应用范围非常有限，因此甲壳素只有经脱乙酰基处理成壳聚糖才能获得广泛应用。

2壳聚糖的制备方法（1）化学降解法。

传统的壳聚糖生产多采用化学降解法。

作为壳聚糖工业生产最常用的制备方法，化学降解法简便易行，效率高，整个生产过程容易控制，但该法环境污染较为严重，对周边环境具有一定的破坏性。

欧阳涟等从蟹壳中获取甲壳素，并通过脱乙酰反应制备出了壳聚糖。

试验探究了影响产物壳聚糖脱乙酰反应的各种因素，如反应温度、碱液含量及反应时间等，最终确定制备高脱乙酰度壳聚糖的条件为反应温度70℃，碱液质量分数47%，反应时间10 h。

（2）微生物培养法。

微生物发酵法生产壳聚糖起源于美国，我国从上世纪90年代开始研究。

其主要原理是利用微生物自身生产的酶进行催化，从而脱去甲壳素中的乙酰基，进而制备壳聚糖。

目前该领域研究重点主要集中在优良菌株的选育和培养基的优化上。

低聚壳聚糖的制备与应用研究

有特殊的生物活性和功能性质而日益受到研究者们的重视与关注。本文概要综述了国内外低聚壳聚糖的研究进展，包括低聚壳聚糖的制备方法，降解法、如酶酸水解法、氧化降解
法、物理法等，以及低聚壳聚糖在医药、抗菌、化妆品、农业、食品等方面的应用。
菌群、功能性甜味剂、作为营养强化剂载体、排除体内有毒有害物质、抗菌防腐、诱导植物产生抗毒素等等许
多作用。因此，聚壳聚糖的制备与应用研究不仅广低
长超声波的作用时间可以使降解产物的分子量分布明
显变窄，从而得到较为均一的低聚壳聚糖；同时降解过
低聚壳聚糖的制备与应用研究
３５
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图１光降解反应机理
１１４微波法．．
究表明，木瓜蛋白酶倾向于优先降解比较长的分子链，
与麦胚脂肪酶相比，品分子量分布窄，且平均分子产并量低。另外，木瓜蛋白酶只选择性地作用在两端分别
４糖苷键发生断裂，降解过程中生成了羰基，可能）但其的反应机理为：
的分子量，开始降解速度很快，随着辐射剂量的增加，
降解速度逐渐下降，当辐射剂量达到１０Ｇ０ｋｙ以上时，相
维普资讯
２００６年ｌ２月
降解反应。红外光谱证明，壳聚糖是在主链上的Ｂ１（，４糖苷键发生断裂，）也没有使壳聚糖发生交联，支形成

水溶性壳聚糖的制备方法

水溶性壳聚糖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（１）、原料处理：将壳体去除肉后，清水漂洗备用；（２）、稀酸处理：用壳体重２～４倍４～１０％的盐酸浸泡１～２天，再用清水漂洗；（３）、碱煮除蛋白脱脂：用２～４倍８～１２％氢氧化钠煮沸２～４小时，用清水漂洗；（４）、再脱钙处理：用２～４倍１０～１５％盐酸浸泡，以除去碳酸钙和磷酸钙，再用清水漂洗；（５）、脱色处理：用２～４倍清水调节ＰＨ值在５左右、在酸性条件下加入１％的ＫＭｎＯ↓［４］至紫红色不褪为止，以除去壳体的有机色素，再用清水漂洗；（６）、还原除去ＭｎＯ↓［２］：将脱色后的壳体浸泡于１～３％的ＮａＨＳＯ↓［３］溶液中，以除去ＭｎＯ↓［２］，再用１～４％的草酸漂白得到白净甲壳素；（７）、脱乙酰度：用２～４倍５５～７０％的浓氢氧化钠在７５～９５℃处理１０～２０小时，获得壳聚糖粗品；（８）、纯化分离：将粗品溶于８～１０倍３～６％稀醋酸，慢慢加入１０％左右的浓碱至出现粘液，冷却至５～２５℃，静置水解２～４小时，用稀盐酸中和至ＰＨ值在８～９，并产生絮状物，不断搅拌，至絮状物不再产生，过滤，洗涤除去氯化钠获得可溶性壳聚糖精品。

壳聚糖的结构、性质及其应用张洁海洋药学0844130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(α(1-4)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惟一的碱性多糖,具有很多优良的特性。

本文就壳聚糖的结构、性质及其应用进行综述。

关键词：壳聚糖，结构，性质，应用壳聚糖(Chitosan，简称CTS)，壳聚糖是由N-乙酰糖胺组成,其中糖胺的含量超过90%,具有黏多糖相似的结构特点,而黏多糖在组织中分布广泛,是细胞膜有机组成成分之一,故壳聚糖具有优异的生物相容性⑴~⑵。

表现为无毒、无刺激、无免疫抗原、无热原反应、不溶血,有抗菌消炎、促进伤口愈合,抗酸、抗溃疡、降脂和降低胆固醇的作用⑶~⑸。

低聚水溶性壳聚糖的制备研究

蒋拥华
（汉化工学院，汉４０７）武武３０４
搐要利用过硼酸钠（ａＯ）壳聚糖在酸溶液中进行均相降解反应制得低分子ＮＢ，将量的水溶性壳聚糖，定了最佳降解条件，对降解机理、解效率和降解产物结构进行确并降分析。试验结果表明，是一种有效氧化降解壳聚糖的方法，且不会影响活性基团这而
处理工业等方面。
后冷却。将反应液倒人大量的无水乙醇中，抽滤，用无水乙醇洗涤数次后真空干燥至恒重，到降得解产物。将定量产物浸泡于去离子水中，４ｈ后２
抽滤，复２次。滤物真空干燥，到不溶于水的重得低分子量壳聚糖。
氧化降解法采用了多种试剂，给产品的分离、这纯化带来困难Ｈ，且降解前后活性基团（Ｎ２］而一Ｈ）
含量发生变化，而影响下一步的改性研究。为从了克服上述缺点，们将壳聚糖与ＮＢ酸溶我ａＯ在
水溶液中，滤，去不溶性杂质，后调节ｐ过除然Ｈ
值至１０～１，滤，沉淀用大量去离子水冲洗１抽将至中性后真空干燥，到白色的纯化壳聚糖。得（）聚糖的降解。将一定量的纯化壳聚糖２壳
（ＮＨ）含量。一２的

壳聚糖的开发与应用进展

化运行的主要壳聚糖生产ｉ艺的技术特点进行了具体的分析和总结，阐述了国内外研究开发的现状与发展趋ｔ－
势。并探讨了扩大应用范围等的前景与市场需求。
关键词：壳聚糖；开发；应用
中图分类号：Ｔ９．９Ｓ１５２
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０－３０２１）１０４－３０５９５（０１－０４００
染
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术
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Ｊｎ２１ａ．０１
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陶羿泼与应用避廉
汪多仁（中国石油吉林石化公司中国吉林１１１３０）２
摘要：全文介绍了壳聚糖的性能，生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况。对现行工业
第３卷第１３期２１年１０１月
汪多仁：壳聚糖的开发与应用进展
４５
至中性。脱蛋白的工序是用热的４的氢氧化钠液，％经皂化反应去除油脂与蛋白质后再水洗至中性。
能为活性炭的５５，且过滤性能优良。．倍将纤维素粉末、脱乙酰甲壳素的１盐酸水溶％
质。脱乙酰基后再水洗至中性、烘干得产品。先将新鲜的虾、蟹壳去肉质。用清水洗净后进
具有许多特殊的性能，如良好的生物降解性、生物
相容性、无毒，无污染等。壳聚糖分子中的活性侧
基为氨基。可酸化成盐。导入羧基官能团，取代合
量分数为１％的氢氧化钠溶液煮沸脱除蛋白质得到０粗品甲壳素。

水溶性壳低聚糖的制备

ｅｔｎｆｅｏｏｉｏｎｃｒｉａｇｆｍｏｅｕａａｓｗａｓｅｒｕｈｃｎｒｌｎｆｈｅｃｉｇｔｍｐｒｔｒ．ｘｅｔｄｃｍｐｓｔｎｉｅｔｎｒｎｅｏｏｉａｌｃｌｒｓｓｍａｔｄｔｏｇｏｔｏｌｇｏｔｅｒａｔｍｈｉｎｅｅａｕｅ
Ｋｅｗｏｄ：ｈｔｓｎｗｉｏｍｏｅｕａｉｈ；ｏｉａｉｇｄｃｍｐｓｔｎ；Ｈ２ｙｒｓｃｉａｔｌｗｌｃｌｒｏｈｗｅｇｔｘｄｔｅｏｎｏｉｏｉ０２
甲壳素作为一种生物相容性良好的新型生物材料，具有广阔的应用前景。然而，甲壳素分子之间因存在强烈的氢键作用而形成高度的结晶结构，使其分子高度难溶。壳聚糖分子的活性基团其为氨基而不是乙酰基，因而化学性质和溶解性较甲壳素有所改善，可溶于稀酸、甲酸、乙酸，但也不溶于水和绝大多数有机溶剂。虽然壳聚糖具有特别的生理活性，但由于其分子量大、水溶性差，在人体内不易吸收而使其应用受到限制。壳聚糖降解生成的低聚合度的葡胺糖显示出独特的生理活性和功能性质，低分子量壳聚糖利于吸收，且生物活性更强，因此低聚糖的研究倍受越来越多的关注＿ＪＪ。研究采用Ｈ０ｚｚ对壳聚糖进行氧化降解，讨论其在不同Ｈ２０浓度、反应温度与降解产物之间的关系，以达到制备特定要求的低分子量壳聚糖的目的。
（ｏｌｅｆｃｎｅＧａｇｏｇＯｃａｉｅｓｙＺａｊｎ２０８ＣｉａＣｌｇｅｃ，ｕｎｄｎｅｎＵｎｖｒｉ，ｈｎｉｇ５４８，ｈｎ）ｅｏＳｔａ

水溶性壳聚糖的制备及其应用研究进展

间。
在很大程度上限制了它的应用【因此，ｌＩ。水溶性壳聚糖及其衍
生物的研究成为一个大家关注的方向。
壳聚糖分子有三种反应活性部位，即Ｃ２位上的一Ｎ：Ｈ，ｃ、６位上的一Ｈ。目前水溶性壳聚糖的制备主要有３种３ＣＯｍ方法： ①在均相条件下，制壳聚糖的脱乙酰度制备水溶性控
Ａｂｓｒｃ：Ｄｕｏｔｅｃｙｔｌｉｅｏｈｉｓｎｔｃｕｄｏｌｅｄｓｏｖｄｉｏｒａｉｃｄｒｉｏｇｎｃｔａｔｅｔｈｒｓａｌｎｆｃｔａ，ｉｏｌｎｙｂｉｓｌｅｎｓｍｅｏｇｎｃａｉｓｏｎｒａｉｏ
糖的制备方法一控制壳聚糖的脱乙酰度、降低分子量和化学修饰，以及水溶性壳聚糖在医药、食品、化妆品等方面的应用进展。
关键词：壳聚糖；水溶性壳聚糖；制备；应用
ＳｎｈｓｓａｄＡｐｌａｉｎＰｏｒｓｆＷａｅ－ｏｂｅＣｈｔｓｎｙｔｅｉｎｐｉｔｏｒｇｅｓｏｔｒｓｕｌｉｏａｃ
ａｉｓｕｏｎｗａｅ．ｎｔｉｐｐｒｏｙｔｅｉｒｃｓｅｆｗａｅ－ｏｕｌｈｔｓｎｗｅｅｉｔｏｕｅ，ｓｃｃｄ，ｂｔｎｔｉｔｒＩｈｓａｅ，ｓｍｅｓｎｈｓｓｐｏｅｓｓｏｔｒｓｌｂｅｃｉａｒｎｒｄｃｄｕｈｏａｈｔｏｓｏｏｔｏｌｇｔｅｄａｅｙａｉｎｐｏｅｓｒｄｃｎｈｌｃｌｒｗｅｇｔｏｈｔｓｎａｄｃｅｃｌｓｔｅｍｅｈｄｆｃｎｒｌｎｈｅｃｔｌｔｒｃｓ，ｅｕｉｇｔｅｍｏｅｕａｉｈｆｃｉａｎｈｍｉａｉｏｏｍｏｉｃｔｎＡｎｅｒａｐｉａｉｎｉｄｃｎ，ｏｄａｄｏｍｅｉｒｕｄｆａｉ．ｄｔｉｐｌｔｎｍｅｉｉｅｆｏｎｓｔｗｅｅｓｍｍａｉｅ．ｉｏｈｃｏｃｒｚｄ

壳聚糖的合成方法及应用研究进展

壳聚糖的合成方法及应用研究进展壳聚糖是一种重要的生物可降解材料，具有优异的生物相容性和生物活性，在生物医学、食品工业、环境保护等领域具有广泛的应用前景。

本文将对壳聚糖的合成方法及其应用研究进展进行详细介绍。

壳聚糖的合成方法主要包括化学方法和酶法方法两种。

化学方法是通过壳聚糖的化学修饰来合成不同性质的壳聚糖衍生物。

常用的化学方法包括酰化反应、烯丙基化反应、酸甲酯化反应等。

其中，酰化反应是最常用的方法，通过酸酐和壳聚糖反应，可以获得具有不同取代基的壳聚糖衍生物。

而酶法方法是利用酶作为催化剂，实现壳聚糖的修饰。

例如，利用壳聚糖酶可以将壳聚糖的氨基修饰为羧基。

壳聚糖在医学领域的应用研究非常广泛。

首先，在组织工程和再生医学领域，壳聚糖被广泛应用于修复和重建各种组织和器官。

壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，能够提供细胞黏附和增强细胞增殖，促进组织生长和再生。

其次，在药物传递系统中，壳聚糖可以作为药物的载体，通过调控壳聚糖的结构和性质，实现药物的控释和靶向输送。

此外，壳聚糖还可以用于治疗伤口愈合、抗菌消毒等方面。

壳聚糖在食品工业中的应用也非常广泛。

首先，壳聚糖可以作为食品的保鲜剂和稳定剂，延长食品的保鲜期和稳定性。

其次，壳聚糖可以作为食品包装材料，提高食品的贮存安全性和品质稳定性。

此外，壳聚糖还可以用于食品添加剂、食品调味剂以及食品纳米材料等方面。

壳聚糖在环境保护领域的应用也备受关注。

首先，壳聚糖可以作为废水处理剂，用于去除水中的重金属离子、染料和有机物等污染物。

其次，壳聚糖可以作为土壤修复剂，修复土壤中的污染物，提高土壤的肥力和水保持能力。

此外，壳聚糖还可以用于固体废物的吸附和分离等方面。

目前，壳聚糖的研究还存在一些挑战和问题。

首先，在多功能化壳聚糖的合成方面，需要更加精确和高效的合成方法。

其次，在壳聚糖的性质和结构设计方面，需要进一步深入研究和探索。

最后，在壳聚糖的应用开发和产业化方面，需要加强与不同领域的合作和交流。

低聚壳聚糖的制备和应用的研究

研究生课程论文(2015-2016学年第一学期)高级食品化学研究生：吴健锋低聚壳聚糖的制备和应用研究（吴健锋华南理工大学广东广州）摘要：近年来，随着研究的深入，由壳聚糖降解制备的低聚壳聚糖展现出了独特的生理活性和功能，被广泛应用到食品等多个行业。

本文主要讲述了有关低聚壳聚糖的多种制备方法及其在食品行业中的应用。

Abstract：In recent years, with the development of the research, the chitosan oligosaccharide prepared by chitosan has unique physiological activity and function, and is widely used in food and other industries. This paper mainly describes the preparation methods of chitosan and its application in food industry.1.介绍1.1甲壳素和壳聚糖甲壳素(chitin)又称甲壳质、几丁质，是一种天然高分子化合物,广泛存在于节肢动物的虾、蟹、昆虫等外壳以及真菌、海藻等细胞壁中, 少量存在于原生动物、环节动物、软体动物、腔肠动物体内。

[1]甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似，都是六碳糖的多聚体，分子量都在100万以上。

纤维素的基本单位是葡萄糖，它是由300～2500个葡萄糖残基通过β-(1,4)糖苷键连接而成的聚合物。

甲壳素的基本单位是乙酰葡萄糖胺，它是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β-(1,4)糖苷键相互连接而成聚合物，其学术名为β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖,由N-乙酞氨基葡萄糖以β-(1,4)糖苷键缩合而成的, [2]结构如下：壳聚糖（chitosan）是甲壳素部分脱乙酰基后的产物。

水溶性壳聚糖的研究进展

水溶性壳聚糖的研究进展万荣欣,顾汉卿天津市泌尿外科研究所,天津　300211 摘要　目的:本文对甲壳素与壳聚糖的水溶性衍生物的研究情况及其在医药上的应用进行了综述,并着重讨论了其在化学改性方面的进展。

关键词:水溶性壳聚糖　壳聚糖　脱乙酰度　化学改性　甲壳素甲壳素是自然界中存在的唯一的氨基多糖,广泛存在于甲壳类动物的外壳、节肢动物的表皮、。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物,化学命名为:聚(1,4)-2-氨基-2-脱氧-Β-D-葡萄糖。

甲壳素由于存在乙酰氨基和羟基,分子间的氢键比较强,不溶于水、稀酸、稀碱及一般有机溶剂。

与甲壳素相比壳聚糖的溶解性大大改善,因此应用比甲壳素更广泛,但也仅溶于一些酸性介质中(如盐酸、醋酸、环烷酸、苯甲酸等)生成盐〔1〕,而不能溶于水,在很大程度上限制了它的推广应用。

因此,改善壳聚糖在水中的溶解性是开拓壳聚糖应用领域的重要环节。

水溶性壳聚糖的研制方法常用的有三种:控制甲壳素的脱乙酰化条件和脱乙酰度,可得到较高分子量的水溶性壳聚糖;在壳聚糖分子的主链上引入亲水性基团或进行接枝,可以得到不同结构的水溶性壳聚糖;壳聚糖在适当的条件下解聚而得到低分子量的水溶性壳聚糖。

以下分别进行介绍:1　控制甲壳素的脱乙酰化条件和脱乙酰度使甲壳素在均相条件下进行脱乙酰化反应,并控制脱乙酰度在50%左右可得水溶性产物,研究表明〔2～4〕:脱乙酰度高于60%或低于40%的产物以及在非均相条件下控制得到的产物均不溶于水。

同样,具有较高脱乙酰度的壳聚糖在温和均相条件下进行乙酰化,控制脱乙酰度在50%左右也可得到水溶性壳聚糖〔5,6〕。

化学结构分析结果表明,脱乙酰度在50%左右的壳聚糖的分子链中乙酰氨基和氨基呈无规则分布。

2　引入亲水性基团或进行接枝壳聚糖分子中C2位上的-N H2和C3C6位上—OH均具有较强的反应活性,在适当的条件下可进行多种化学改性,从而得到不同结构的水溶性产物。

2.1　酰化改性在甲壳素和壳聚糖的化学改性中、酰化改性是研究得较多的。

科技成果——电离辐射法制备低聚水溶性壳聚糖

科技成果——电离辐射法制备低聚水溶性壳聚糖技术开发单位北京大学成果简介壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基反应制得的脱乙酰度达70%以上的氨基葡萄糖多糖，因分子中含有游离氨基，可以结合酸分子，是天然多糖中唯一的碱性多糖。

它作为低等动物组织中的纤维成分，兼有高等动物组织中胶原质和高等植物中纤维素两者的生理功能。

壳聚糖是一种天然无毒性高分子物质，具有生物活性和生物降解性，被视为最具有潜力的生物高分子活性物质。

研究证明，壳聚糖对人体健康主要有下列功效：1、强化免疫力：2、无毒性抗癌效果：3、降低胆固醇；4、改善消化机能；5、减少体内重金属的积蓄：6、减肥作用。

壳聚糖的分子量通常在几十万左右，因其分子中氢键的作用，只能溶于少数稀酸溶液中，而不能直接溶于水中，使其应用范围受到很大限制。

因此在壳聚糖的应用及产品开发中，必须解决的问题是通过适当方法降低壳聚糖的分子量。

低聚壳聚糖除具有比大分子量壳聚糖更好的功能外，还具有良好的水溶性、保湿增湿性、抑菌抗菌作用等性质。

低聚壳聚糖所特有的各种生理活性和功能性质，使其在保健食品、生物医药、植物生长促进、日用化妆品等方面具有独特的应用价值，使壳聚糖的应用得以真正实现。

壳聚糖是以甲壳素为原料制备的。

一般是将甲壳素置于40-50%氢氧化钠溶液中，在60-100℃下加热处理8-24小时，将甲壳素脱去乙酰基而制得。

在壳聚糖的生产过程中要耗费大量的酸、碱，很容易造成环境污染。

低聚壳聚糖的制备方法主要包括水解法、物理法、利用糖转移反应、利用转基合成、化学合成法等几大类。

目前以水解法（酸水解法和酶水解法等）为主。

从目前情况看，这些方法还存在一定问题。

酸水解法的条件不易控制，选择性差，分离纯化困难，且产量低，对生产人员和环境有一定影响。

酶水解法所使用的酶较难获得，使生产成本过高。

这些方法都存在操作繁琐、产品分离复杂、收率低、生产周期长等缺陷，不利于产业化。

辐射技术在高分子材料的改性及新材料开发中已得到广泛的应用。