第五章甲壳素及其衍生物制备
甲壳素(几丁质)的制备实验
4、纺织品
甲壳素具强大的抗菌能力，故可利用抽丝技术制成 抗菌防臭纤维与织品。
5、环保用品
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，因此为一良好的水处理材料。
四、从蟹壳中提取甲壳素的生产工艺
洗净蟹壳，用5%-6%的HCl在室温20℃下浸泡24小时， 不断搅拌以充分除去钙质，得沉淀物。
水洗，干燥，得甲壳质工业品。
甲壳质的收率为蟹壳的15%、虾壳的20%。
方法二
称取蟹壳20g，在室温下浸泡于1.0mol/L的盐酸中24小时， 不断搅拌以充分除去钙质，得沉淀物。 沉淀物用水洗涤至中性，在室温下浸泡于2.5mol/L的氢氧化 钠溶液中24小时，得沉淀物。 将沉淀物水洗3次，清洗后的沉淀物浸泡于1.0mol/L的盐酸 中24小时，得沉淀物。 沉淀物用水洗涤至中性，105 ℃烘箱恒温烘干4小时。得白 色固体，即为甲壳素。
在自然界中几丁质是地球上含量最丰富的胺基醣型式的多醣， 含量仅次于纤维素；它主要存在于昆虫类及水生甲壳类等无 脊锥动物的外壳上，以及真菌类的细胞壁，它在生物体中所 扮演的角色主要是用来作为身体骨架及保护作用。 虾（螃蟹）壳里各有三成左右的蛋白质、碳酸钙和几丁质 (chitin)。 用稀碱去除其蛋白质，再用稀酸来排除碳酸钙，就 能得到较纯的几丁质(chitin)。 再将几丁质(chitin)处理就变成 了几丁聚醣(chitosan)。甲壳素普遍存在于植物中的低等藻 类、菇类和真菌的细胞壁，以及动物中的昆虫、甲壳类外层 表皮，其中以虾蟹外壳为几丁质最常见之来源。根据文献报 导，全球虾蟹壳年产量近2,000万吨，贝类、蚵类年产几丁 质139万吨，发酵副产品中的丝状菌类年产几丁质79万吨， 几丁质可谓取之不尽，用之不竭。
甲壳素及其衍生物的制备与应用
聚 糖具 有 较好 的成 膜性 和 生物 降解性 ，当与 多糖物 质 相结 合后 ， 会 形成 具 有隔 氧性 和隔 湿性 的薄 膜 。 比如 日本 人把 甲壳 素和 壳聚 糖 加入 到 淀粉 类物 质 的水溶 液 中 ，混匀 制膜 。可 用于 包装 固体 ， 半 固体或 液体 食 品 。结 果表 明，壳 聚糖 膜在 食 品包装 中 可有 效 阻 止食 品氧 化 ，阻 断抑制 细 菌生 长 ，膜体 透 明，耐 油 ，防 水 防潮 ， 机 械 延展 性高 ，柔 韧性 相对 较好 。
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２ ０ １ ５ 年 第 １ ５ 期 第４ ２ 卷 总第 ３ ０ ５期
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工业 、医学 和环 保等 方面 都有相 当显著 的作 用 。
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壳 聚糖
甲壳 素
壳聚 糖
图２ 甲壳 素转化 为 壳聚 糖
Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｔ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｏ ｃ ｈ ｉ ｔ ｏ ｓ ａ ｎ
５ 甲壳素及其衍生物 的发展前 景
甲壳素 由于特 殊 的生 理功 能不 断被 人们 发觉 ，引发 全球 各 界 人 士的 重视 。至 今 ，国 际上有 关 壳聚糖 的 学术 会议 差不 多 都召 开 了七 届 。每 年与 壳聚 糖有 关 的论文 就要 成 千上 万篇 ，与 此 同时 也 有相 当多的 专利 问世 。据 了解 ，在 日本 每 三天 差不 多就 会 出现 一 份 申请 壳聚 糖应 用专 利 的报 告 ，全 球 开发 甲壳 素 的企业 已经有 上 千 家 。现如 今 ， 甲壳素 的开 发利 用 已成为 世人 瞩 目的新 兴 产业 。 比如 在 一 些较 为发 达 的国 家会 争相 投 入 大 量 资 金进 行 开 发 与 研 究 。然 而 日本政 府对 甲壳素 的研 究与 开发 颇有 兴趣 ，而 今 在基 础 研 究和 应用 开 发方 面取 得相 当大 成就 。 目前 ， 日本 政府 唯 一批 准 的一种 宣传 疗效 的机 能性 食 品是 甲壳素 。 甲壳素 是 一种 线型 的高 分子 多糖 ， 即天然 的中性粘 多 糖 ， 甲 壳素化 学活 性 上不 活泼 ，不 与体 液 发生变 化 ，对 组织 不起 异物 反 应 ，纯 甲壳素 是一 种无 毒无 味 的 白色 或 灰 白色 半透 明的 固体 ，在 水 、稀 酸 、稀 碱 以及一 般 的有机 溶剂 中难 以溶 解 ， 因而 限制 了它 的应用 和 发展 ， 所 以可溶 性 甲壳素 的制 备是 当今 的重 要研 究方 向。 本 实验 目的是 突破 现有 提取 工 艺 ，设计 一种 新 的制备 可溶 性 甲壳 素 的工艺 技术 。利 用本 技术 方 法制 备 的 甲壳 素 ，不仅 提 取工 艺简 单 、 甲壳 素提 取率 高 ，而且 提 取 的 甲壳 素纯 度 高、亮 度 好 。 甲壳 素 的研 究 开发 及其 商业 产 品 己出现 了全 球竞 争趋 势 ，并 将继 续保 持稳 定 的高速 发展 。 壳聚 糖 因其具 有独 特 的 电荷 属 性 ， 应用 已普 及 了农业 、 化工 、 食 品等众 多领 域 。 随着 科 技 的迅速 发展 ，人 们对 食 品行 业 的安全 问题 相 当重视 。然而 甲壳 素 ，壳聚 糖天 然无 毒 ， 因此在 食 品工 业 中起 着 极其 重要 的角 色 。虽然 我们 国家 对 壳聚 糖 的制备 和 开发 进 行 了一 连 串的研 究 ，也得 到 了相应 成 果 ，但 与 发达 国家 比较 ，我 们 国家 对 甲壳素 及其 衍 生物 的开 发还 有一 些距 离 ，因此 我 国需 要 对 其进 行更 全面 ，更 广泛 ，更深入 的研 究 。 以便更 好地 为我 国食 品行业 服务 。甲壳 素拥有 丰 富的 资源 产量 。独 特 的生 理保健 功 能 且 自身 含有 大量 的 可供 修饰 的基 团 ，则 甲壳素 及其 衍 生物 具有 良 好 的发 展及 应用 前景 。 二 十一 世纪 ，甲壳 素及 其衍 生物 的研 究应 用 的很广 泛 ，但 因 为 甲壳素 的提取 因各种 条件 的 限制 ，不 能得 到高产 率 ，纯 度好 的 甲壳素 。为 了能提 高 甲壳素 的产 率和 纯度 ，我们 在制 备方 法 上做
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
甲壳素及其衍生物
甲壳素及其衍生物一、甲壳素的由来甲壳素(Chitin)又名甲壳质，壳多糖，壳蛋白，是法国科学家布拉克诺(Braconno)1811年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）。
1823年，法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取了这种物质，并命名为chitoin （几丁质），chitoin希腊语原意为"外壳"、"信封"的意思。
1.1 甲壳素的分布自然界中，甲壳素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，其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。
甲壳素经自然界中的甲壳素酶、溶菌酶、壳聚糖酶等的完全生物降解后，参与生态体系的碳和氮循环，对地球生态环境起着重要的调控作用。
1.2甲壳素的化学结构经结构分析，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，属于直链氨基多糖，学名为[(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖]，分子式为(C8H13NO5)n，单体之间以β(1→4)甙键连接，分子量一般在106左右，理论含氮量6.9%。
其分子结构特点为：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。
甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似，所不同的是，若把组成纤维素的单个分子棗葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH3)，这样纤维素就变成了甲壳素，从这个意义上讲，甲壳素可以说是动物性纤维。
1.3 甲壳素的化学性质甲壳素有α，β，γ三种晶型。
α棗甲壳素的存在最丰富，也最稳定。
由于大分子间强的氢键作用，导致甲壳素成为保护生物的一种结构物质，结晶构造坚固，一般不熔化，也不溶于一般的有机溶剂和酸碱，化学性质非常稳定，应用有限。
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
甲壳素衍生物的制备工艺
甲壳素衍生物的制备工艺Ξ章朝晖1, 黄 平2(1.广西南宁化工研究设计院,广西南宁 530022;2.南宁化工股份有限公司,广西南宁 530031) 摘 要:介绍了多种甲壳素衍生物的制备工艺和生产方法,包括壳聚糖、羧甲基甲壳素、羧甲基壳聚糖、乙酰化壳聚糖、羧丙(乙)基壳聚糖、微晶甲壳素及壳聚糖、盐酸氨基葡萄糖、甲壳素硫酸盐、溴化甲壳素、N2乙基壳聚糖、季铵化壳聚糖、壳聚糖接枝共聚产物等十多种。
关键词:甲壳素;壳聚糖;衍生物;制备 中图分类号:O636.1 文献标识码:A 文章编号:100320840(2000)0320020205 甲壳素又名甲壳质、几丁质,英文名Ch itin,主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。
地球上每年生物合成的甲壳素达数十亿t,是产量仅次于纤维素的纯天然高分子化合物。
壳聚糖又名甲壳胺或脱乙酰甲壳素,英文名Ch ito san,是甲壳素经脱乙酰化反应制得的产物,是最基本、最重要的甲壳素衍生物。
甲壳素为白色的固体,比重0.3,常温下能稳定存在,甲壳素分子之间存在着强烈的氢键作用,使甲壳素成为高度的结晶结构,从而造成甲壳素的高度难溶解的性质。
甲壳素不溶于水及绝大多数有机溶剂,也不溶于稀酸、稀浓碱中,只溶于浓酸及某些特定介质。
壳聚糖为白色带珍珠光泽的片状或粉状固体,其分子上的活性基团为氨基而不是乙酰胺基,因此壳聚糖的化学性质和溶解性比甲壳素有所改善,可溶于稀酸之中,但仍不能溶于水及大多数有机溶剂中。
甲壳素及其衍生物具有良好的吸湿性、成膜性、气透性、降解性、生物和容性、无毒副作用以及不污染环境的优良性质,广泛应用于环保、水处理、食品、化工、医药、纺织、造纸、烟草、农业、化妆品、印染、生物医学、酶制剂、保健品、金属回收及提取等许多行业中。
甲壳素作为一种纯天然可再生的自然资源,开发其应用具有极其深远的意义。
但是,甲壳素的高度不溶性质极大地限制了它的应用,必须对甲壳素进行化学深加工,引入或改变其分子链上的某些化学基团,或者完全降解或部分降解其分子链,从而得到一些具有特殊性质、水溶性有所改善的衍生物产品,来满足人们的使用需要[1～3]。
甲壳素
浅析甲壳素及衍生物壳聚糖0前言：甲壳素(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,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。
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、可以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。
关键词: 甲壳素,壳聚糖,利用,开发1. 结构及理化性质1.1 结构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型、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[7] 。
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,不溶于水和碱溶液,可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸,不溶于稀的硫酸、磷酸。
在稀酸中,壳聚糖的主链也会缓慢水解,溶液的粘度逐渐降低1.2.2 化学性质甲壳素和壳聚糖化学性质的研究,内容十分广泛, 其分子结构当中含有羟基、氨基和自由基,可以发生酰化、酯化、醚化、氧化、烷基化、螯合、接枝共聚及交联等一系列化学反应,这对于研究认识它们的本质,进行创新性工作,开发新产品有重要意义。
药用高分子材料学之甲壳素和壳聚糖及其衍生物的应用
中药方面的应用
1.壳聚糖的溶解性能 2.壳聚糖的安全性 3.生物合成与生物降解 4.壳聚糖在中药提取过程的应用
壳聚糖的安全性
壳聚糖的急性毒性实验 ,经口腔、皮 下和腹腔给药 ,大黑鼠与老鼠试验证明毒 性极低。连续投药 3 个月的亚急性毒性 实验 ,末发现病理异常。对皮肤、黏膜的 刺激性实验及皮肤吸收实验证明 ,对人类 皮肤几乎无刺激、无过敏反应、不经皮肤 吸收。其他实验表明 ,壳聚糖不溶血、无 热源性、无致突变性、抗原性很低。
食品上的应用
1.抗菌防腐剂 2.增稠剂 3.抗氧化剂 4.被膜剂 5.稳定和凝固剂 6.乳化剂 7.甜味剂
食品上的应用
1.抗菌防腐剂 壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性。
Papineau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。 2.增稠剂
药用高分子材料学之
甲壳素和壳聚糖及其衍 生物的应用
甲壳素和壳聚糖及其衍生物的应用
我国南宋学者朱熹早在12世纪就提出了“天 无弃物”的观点,但长期以来人类开发和利用废弃 物等物质资源的广度、深度和有效程度却始终受 到科学技术和经济条件的制约.直至1811年,法国 人于大自然中最早发现了甲壳素,之后于1859年又 发现了甲壳素的脱乙酰基产物壳聚糖———一种 唯一的碱性天然多糖.近几十年来,甲壳素和壳聚糖 已成为日、美等国家的热门研究课题.据统计,近十 年来日本平均每3天就申请1项有关甲壳素或壳聚 糖的专利.我国从20世纪中期也开始开展有关的研 究和产品开发,且很快成为生产壳聚糖的主要国家 。
甲壳素和壳聚糖及其衍生物的应用
由于甲壳素和壳聚糖及其衍生物具有 诸多良好特性, 随着研究的进一步深入, 其 应用领域会不断拓展。
甲壳素及其衍生物壳聚糖的应用研究进展
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。
甲壳素的制备研究
毕业设计（论文）题目甲壳素的制备研究系（院）化学与化工系专业化学工程与工艺班级09化工本一学生姓名张厚国学号2009010821指导教师岳武职称讲师二〇一三年六月二十二日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导老师的指导下独立进行研究工作所取得的成果成果不存在知识产权争议。
尽我所知除文中已经注明引用的内容外本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:二〇一三年六月二十二日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版同意学校保存学位论文的印刷本和电子版或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下建立目录检索与阅览服务系统公布设计（论文）的部分或全部内容允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一三年六月二十二日甲壳素的制备研究摘要本文主要研究以蟹壳为原料，运用化学法制备甲壳素，使用不同的酸碱处理顺序和处理时间,处理温度对制得甲壳素产品的影响。
本次试验对蟹壳采用酸碱循环处理（酸除碳酸钙，碱除油脂和蛋白质，碱除蛋白质后可以助于酸除钙），使得酸碱得以回收减少能耗，双氧水氧化脱色，制得甲壳素。
运用不同的酸碱处理顺序和条件得到不同的产品，利用紫外分光光度法测定脱蛋白率，EDTA法测定脱钙率，通过对比不同产品的颜色，红外检测来分析得出生产甲壳素的最佳条件，为甲壳素的大规模工业生产提供更简洁经济的工艺条件。
实验得到的由蟹壳制备甲壳素的最佳条件为：以2.5mol/L的NaOH溶液在70℃下处理4小时，再用1.0mol/L的HCl溶液在常温下处理10小时。
脱色采用30%H2O2溶液处理1.5小时。
关键词：甲壳素；脱钙率；脱蛋白率The preparation of chitinAbstractThis paper mainly studies the impact of preparing chitin which based on making the crab shell as raw material, preparing chitin by using chemical method, using different acid-base processing sequence and nprocessing time, and processing temperature. In the test the acid-base cycling treatment of crab (acid in addition to calcium carbonate, alkali degreasing and protein, alkali removing protein can contribute to acid calcium removal), which can be recycled and reduce energy consumption of acid, hydrogen peroxide bleaching, preparation of chitin. The acid and alkali treatment sequence and different conditions have different products, using the UV spectrophotometric method for the determination of protein removal rate, determination of decalcification rate of EDTA method, by comparing the different color, infrared detection to analyze the optimal conditions were obtained for the production of chitin, chitin of large-scale industrial production to provide more simple process conditions of economy. The optimum conditions of preparation of chitin from crab shell for: NaOH solution, 2.5mol/L solution at 70℃for 4 hours, HCl solution and 1.0mol/L treatment for 10 h at room temperature. Decolorization of the 30%H2O2 solution for 1.5 hours.Keywords: Chitin; Decalcification rate; Protein removal rate目录引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 甲壳素的性质与结构 (2)1.2 甲壳素的应用 (2)1.2.1 甲壳素的特殊生物功能 (2)1.2.2 工业上的用途 (5)1.2.3 医药上的用途 (5)1.2.4 美容上的用途 (5)1.3 甲壳素的制备方法 (5)1.3.1 化学法 (5)1.3.2 微生物发酵法 (5)1.3.3 酶合成法 (6)第二章实验部分 (7)2.1 实验试剂 (7)2.2 实验仪器 (7)2.3 实验原理 (7)2.3.1 生产工艺原理 (7)2.3.2 甲壳素的制备工艺流程 (8)2.4 实验 (8)2.4.1 脱蛋白实验 (8)2.4.2 脱钙实验 (9)2.4.3 脱色试验 (9)2.4.4 甲壳素的表征 (9)第三章结果与讨论 (10)3.1 碱浓度对脱蛋白效果的影响 (10)3.2 相同碱浓度下碱煮时间对脱蛋白的影响 (10)3.3 盐酸浓度对脱钙效果的影响 (11)3.4 酸处理时间对脱钙效果的影响 (12)3.5 脱色效果 (12)3.6 红外吸收光谱分析 (13)结论 (15)参考文献 (16)谢辞 (17)引言甲壳素是1811年由法国学者布拉克诺发现，1823年由欧吉尔从甲壳动物外壳中提取，并命名为Chitin，译名为几丁质。
甲壳素及其衍生物_ppt课件
食品加工领域
甲甲壳素还可以促进肠内益菌增殖，因 此可用于乳制品、病人用食品的添加剂， 增进人体抵抗力其它例如可作为乳化剂、 吸着剂、食品加工脱酸剂、保湿剂等等
纺织领域
甲壳素具有强大的抗菌能力，故可利用抽 丝技术制成抗菌防臭纤维与织2003年，香 港一家公司开发成功天然甲壳素防霉、抗 菌、除臭口罩上海海螺服饰公司目前推出 了国内首创的天然甲壳素护肤、服装、服 饰，起到了保湿或吸湿快干等综合护理作 用
甲壳素及其衍生物的制造过程
1、传统工艺流程
2、节能减排型工艺流程
1 —玻璃钢保温罩; 2 —冷凝器; 3 —水洗桶; 4 —真空缓冲罐; 5 —液- 液萃取装置; 6 —循环池; 7 —循环泵; 8 —流量计
国外甲壳素及其衍生物产业的发展
甲壳素（几丁质）普遍存在于植物中的低 等藻类、菇类和真菌的细胞壁，以及动物 中的昆虫、甲壳类外层表皮，其中以虾蟹 外壳为最常见来源根据文献报导，全球虾 蟹壳年产量近，2000万吨，贝类、壳类年 产几丁质139万吨，发酵副产品中的丝状菌 类年产几丁质 79万吨，几丁质可谓取之不 尽，用之不竭。
甲壳素及其衍生物在我国的开发应用前景
机能食品领域 医药用品领域 食品加工领域 纺织领域 环保领域
机能食品领域
目前壳聚糖（几丁聚醣）在机能性食品上的应用 上最受到瞩目，其具有多项生理调节机能，包括 无毒性的抗癌效果、改善消化吸收机能、降低脂 肪及胆固醇摄取、降低高血压、强化免疫力等前 景用途包括：开发增强人体免疫力；防止老化， 成年病、肥胖病、脂血病；调节生理机能及吸附 体内重金属等机能食品近年来，中国科学院兰州 化学物理研究所通过在甲壳素分子中引入功能性 基团，强化了甲壳素的免疫功能通过模板化手段 使壳聚糖开成孔腔中适中的空穴，有效地排除人 体有害重金属。
甲壳素制备 综述 2
实验二天然营养美容药可溶性甲壳素的制备一、可溶性甲壳素的简介中文名称壳聚糖CAS NO. 9012-76-4[1]中文别名壳多糖、脱乙酰甲壳素、脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳素、可溶性甲壳质、壳糖胺、甲壳胺、甲壳糖、氨基多糖、甲壳多聚糖、几丁聚糖等英文名称Chitosan化学名β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖分子式(C6H11NO4)N 结构式如图与甲壳素关系壳聚糖是甲壳素N-脱乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖，或者说，能在1%乙酸或1%盐酸中溶解1%的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素被称之为壳聚糖。
事实上，N-脱乙酰度为55%以上的甲壳素，就能在这种稀酸中溶解。
作为工业品的壳聚糖，N-脱乙酰度在70%以上。
N-脱乙酰度在55%~70%的是低脱乙酰度壳聚糖，70%~85%的是中脱乙酰度壳聚糖，85%~95%的是高脱乙酰度壳聚糖，95%~100%的是超高脱乙酰度壳聚糖。
N-脱乙酰度100%的壳聚糖极难制备。
甲壳素的每个糖基上，也许都有N-乙酰基，也许不一定都有N—乙酰基，凡是N—乙酰度在50%以下的，都被称之为甲壳素，因为它肯定不溶于上述浓度的稀酸。
脱乙酰基程度脱乙酰基程度(D.D)决定了大分子链上胺基(NH2)含量的多少，而且D.D增加，由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多，聚电解质电荷密度增加，其结果必将导致其结构，性质和性能上的变化，至今壳聚糖稀溶液性质方面的研究都忽略了D.D值对方程的影响。
VANDUM[3]等人曾研究了不同离子强度对壳聚糖在稀溶液中的分子尺寸和粘度的影响。
结果认为离子强度不同会改变无规线团的膨胀度进而改变分子尺寸和特性粘度，通过对不同D.D壳聚糖进行MARK-HOUWINK方程常数的测定，结果表明K,A值随D.D值的变化。
从而由MARK-HOUWINK方程常数K,A有规律地依赖于壳聚糖的脱乙酰度而变化，而且在相同分子量时，随着脱乙酰度的增加，壳聚糖在稀溶液中分子尺寸，特性粘度和扩张因子等增加，而特性比和空间位阻因子随着脱乙酰度的增加而减少。
甲壳素及其衍生物药理作用的研究进展
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％。
甲壳素_壳聚糖及其衍生物的开发与应用进展
第26卷第2期2002年 3月 河北师范大学学报(自然科学版)Jour nal o f Hebei N o rmal U niv ersit y(Nat ur al Science Edition) V ol.26N o.2M ar.2002甲壳素/壳聚糖及其衍生物的开发与应用进展周友亚(河北师范大学化学学院,河北石家庄 050091)摘 要:对甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品工业、化妆品、医药等方面的应用情况进行了综述.在食品工业中,甲壳素/壳聚糖及其衍生物可作为食品及蔬菜水果的保鲜剂、饮料的澄清剂,并对人体有保健作用;添加于化妆品中,它具有保湿、透气、消除毒素、防紫外线等作用;用于医药中,它有降血脂、血糖、血压,治疗缺血性贫血等功能。
关键词:甲壳素;壳聚糖;衍生物;应用中图分类号:T S201.2 文献标识码:A 文章编号:1000-5854(2002)02-0175-04甲壳素是生物界广泛存在的一种天然高分子化合物,属多糖衍生物,主要从节肢动物如虾、蟹壳中提取,是仅次于纤维素的第二大可再生资源.甲壳素有许多别名,如甲壳质、几丁质、明角质、壳蛋白、蟹壳素等,其化学名称为2-乙酰氨基-(1,4)- -葡聚糖.甲壳素经脱钙、脱蛋白质和脱乙酰基可制取用途广泛的壳聚糖产品.因为甲壳素的脱乙酰反应一般不完全,壳聚糖工业品的脱乙酰度通常在70%～90%之间,所以实际上壳聚糖可视为甲壳素和壳聚糖2种单体单元的无规共聚体.国内外关于甲壳素和壳聚糖及其衍生物的应用研究非常活跃,与之有关的高新技术和产品不断涌现,它在食品工业、化妆品、生物医学、环保、农业、金属提取和回收、纺织印染、造纸等方面表现出来的特殊功用引起了世人的极大关注. 1 提 取甲壳素主要从虾、蟹壳中得到,也有从蚕蛹壳、宽跗陇马陆、蝉和蝇蛹壳中提取的报道[1].甲壳素的提取工艺如下:虾蟹等壳去杂、洗净,酸浸除去无机盐壳,碱浸去蛋白,经漂白、烘干、称重,即得白色甲壳素.甲壳素再经脱乙酰处理,放入60%的氢氧化钠溶液中,加热到145℃,持续1h,再分离提纯即得壳聚糖.2 应 用2.1 在食品工业中的应用2.1.1 保鲜剂 壳聚糖及其衍生物用作保鲜剂主要是利用其成膜性和抑菌作用.壳聚糖或轻度水解的壳聚糖是很好的保鲜剂,0.2%左右就能抑制多种细菌的生长.以甲壳素/壳聚糖为主要成分配制成果蔬被膜剂,涂于苹果、柑桔、青椒、草莓、猕猴桃等[2,3]果蔬的表面,可以形成致密均匀的膜保护层,此膜具有防止果蔬失水、保持果蔬原色、抑制果蔬呼吸强度、阻止微生物侵袭和降低果蔬腐烂率的作用.乐培思等用2%改性甲壳素涂膜涂于柑桔、苹果表面,结果柑桔在30℃下储存15d未出现腐烂,而对照组则出现霉斑并腐烂;苹果一切两半,涂了保鲜剂的一半在30℃下储存1周后,未出现明显的斑痕,另一半情况正好相反.陈天等进行了壳聚糖保鲜猕猴桃的研究,表明常温下壳聚糖能有效地延长猕猴桃的贮藏期至80d,同时保持了果实较好的品质与风味.最佳食用期内,果实的V c含量为1.8～2.3m g/g,总糖含量为8.0%～10.0%,可溶性固形物含量为16%～17%,果实甜度和香味增加,酸度下降.陈安和等研究了甲壳素衍生物对草莓的保鲜作用,表明经处理的草莓储存15～20d,其SOD(超氧化歧化酶)活力比未处理的高20.1%～53.4%,V c含量高78%～165%[4].1种商品名为Nutri-Save的NOCC(N,O-收稿日期:20001221作者简介:周友亚(1969-),女,河北师范大学讲师,从事食品添加剂的开发与研制.176 河北师范大学学报(自然科学版) 第26卷羧甲基壳聚糖)水果保鲜剂即将在美国和加拿大上市.壳聚糖还可用作肉、蛋类的保鲜剂.吉伟之等用2%壳聚糖对猪肉进行涂膜处理,表明在20℃和40℃贮藏条件下,猪肉的一级鲜度货架期分别延长2d和5d[5].Hiro shi E用壳低聚糖保鲜牛肉,3d后微生物比参照组少.壳聚糖保鲜剂对鲜鲅鱼、小黄鱼[6]、鸡蛋均有较好的保鲜作用.另外,壳聚糖可用于腌菜、果冻、面条、米饭等的保鲜剂.2.1.2 保健食品添加剂 甲壳素/壳聚糖按比例添加于保健品中,可以起到保健、减肥、抗癌、调节微量元素等作用.甲壳素/壳聚糖被认为是继卵磷脂、螺旋藻等第2代保健食品之后的第3代保健食品,它是1种可食性的动物纤维,部分可被人体吸收,当与蔬菜共食时,蔬菜和肠内细菌中的溶菌酶、脱乙酰酶、甲壳酶、壳聚糖酶及卵磷脂共同作用将甲壳素分解成低聚糖,当分解为6个葡萄糖胺时生理活性最优.它可增强人体免疫力,排除多余有害的胆固醇,降血脂、降血糖、降血压等.研究还发现,壳聚糖及其脂肪酸络盐在体内可与相当于它们重量许多倍的脂类物质,如甘油三酯、脂肪酸、胆汁酸、胆固醇等化合物生成不被消化系统吸收,不被胃酸水解的络合物排出体外,从而达到减肥瘦身的目的.因此,有人用它与猪、牛肉混合制成肉丸,风味不改,而热量却减少一半.同时,甲壳素/壳聚糖的低聚糖还能促进肠道有益菌增殖,改善肠道微生态环境,并具非常爽口的甜味,而热量比蔗糖低许多,而且不增加胰岛素水平,是一种“无糖”之糖.用它制成的牙膏、牙粉、口香糖、牛奶巧克力等,不仅具有很好的口感,且具预防龋齿和牙周病、愈合伤口、止血及消除口臭的作用.另外,可溶性壳聚糖添加于食品,是人体引进所需微量元素如钙、铁、锌的载体[7].2.1.3 饮料澄清剂 壳聚糖能用作果汁、糖蜜、食醋、酒类等的澄清剂,特别是澄清果汁,近年来研究较多.它的澄清原理是,原果汁中含大量带负电荷的果胶、纤维素、单宁及多聚戊糖等物质,而壳聚糖溶解于稀酸溶液后带正电荷,这2种物质混合后,在充分搅拌下,由于正负电荷间的静电作用力,果汁中的悬浮物吸附于壳聚糖表面,小颗粒变成大颗粒,当超过溶液对它的浮力时,即发生沉降,过滤后即得澄清原果汁.王鸿飞等开展了一系列猕猴桃汁的研究工作,表明壳聚糖使用的最小剂量为0.5g/L,最佳pH为3～3.5、最适温度为40～60℃,澄清后的猕猴桃汁透光率达95%以上,且营养成分损失不大[7].范恒斌研究了壳聚糖对原苹果汁、原梨子汁、原菠萝汁、原甜橙汁、原甜柑果汁的澄清作用,表明不加壳聚糖的原果汁长时间浑浊,而加了0.040%壳聚糖的原苹果汁3h后悬浮物全部沉淀;加了0.030%壳聚糖的原梨子汁2h后得到清澈透明的果汁;加入0.045%壳聚糖4h后得到清澈透明的原菠萝汁[8].2.1.4 调味品防腐剂 目前,大多数调味品中使用的防腐剂是苯甲酸及其钠盐,它们在人体与甘氨酸化合成尿酸从尿中排除,剩余部分与葡萄糖醛酸化合而解毒,以上2种解毒作用都在肝脏中进行,对肝功能衰弱的人是不适合的.与苯甲酸及其钠盐相比,在相同的贮藏条件下,壳聚糖抑菌效果更佳,用量少,口感好,且无任何毒副作用,因此,壳聚糖是一种理想的调味品防腐剂.杨继生等人进行了壳低聚糖对酱油防腐效果的研究,结果表明,将0.1%壳低聚糖添加到酱油中,对引起酱油变质的酵母菌群有明显的抑制作用,在夏季敞开条件下可存放30d,而无白花变质,且不影响口感、颜色、香味与成分[9].另外在原醋中加入6g/L的壳聚糖,可有效地去除食醋中单宁类多酚物质,既防止储存期间发生浑浊,又消除了苦涩味,改善了口感[7].2.2 在化妆品中的应用对壳聚糖和甲壳素化学改性的研究非常活跃,它们的衍生物在化妆品领域的应用也日渐拓宽.比如,壳聚糖与过量的二甘醇酸酐、丁二酸酐、顺丁烯二酸酐反应,得到的N-酰化壳聚糖衍生物,具有良好的吸湿保水性能;3,4,5-三甲氧基苯甲酰甲壳素具有吸收紫外线的作用,在化妆品中可作为防晒护肤的添加剂;羧甲基甲壳素用于化妆品中,具有润滑作用及持续保湿作用,还能提高化妆品的贮藏性能和稳定性,其护发作用比较明显,可以防止头发在烫发、染发时碎裂破损;O-羧甲基壳聚糖保水性能很好,几乎可与透明质酸相当,可取代之用于化妆品的保水剂;O-羧甲基壳聚糖与丁二酸酐、二甘醇酸酐的酰化产物吸水性和保湿性都很好;N-羧甲基壳聚糖用于化妆品可辅助抗皮肤过敏,具很好的保湿性和稳定性,可作为膏霜的添加剂;甲壳素与聚氧乙烯的反应生成的醚化物及6-O -羟乙基壳聚糖的保水性能几乎可与透明质酸相当,可使化妆品不发粘,保湿性好,用于护发品,使头发具有自然光泽;壳聚糖与2,3-环氧-1-丙醇和缩水甘油基三甲胺氯化物的混合物反应通过控制两者比例来决定阳离子取代度,当阳离子取代度达到0.25时,产物既溶于阴离子洗涤剂月桂基乙醚硫酸钠,又具有很好的湿梳理性能,适用于洗发香波[10].另外,壳聚糖因其安全性和优异的成膜性,适用于固发胶等化妆品的生产[11].目前,国内外许多厂商不失时机地开发了许多甲壳素和壳聚糖系列化妆品添加剂.深圳昂立达公司开发上市的NM F 系列产品和CD 系列产品均是甲壳素衍生物经改性而成.NM F 系列产品具有很强的保湿功能,是甘油的4倍左右,与透明质酸相当.可适用于所有需使用保湿剂的产品中,添加于牙膏、香皂、浴液中,不仅持久保湿,且抗菌消炎.CD 系列则是洗面奶、护肤膏霜、浴液等的理想添加剂,它能络合重金属,有效地消除侵入皮肤的毒素,保湿、透气、抗静电.2.3 在医药上的应用随着高分子科学和生物医学工程的发展,壳聚糖在医学方面的研究日益增多.据报道,甲壳素/壳聚糖有许多生理和治疗功能,概括如下:(1)三调节.免疫调节:增强免疫力,抑制癌细胞,减轻癌痛;pH 值调节:改善酸性体质,在胃肠道表面与胃酸作用形成胶状液保护膜,减少外来物质对胃肠粘膜的刺激,对溃疡有修复功能;调节荷尔蒙及神经内分泌系统,延缓衰老.(2)三排除.排除多余的胆固醇,排除体内重金属离子,排除农药、化学色素、体内自由基等毒素.(3)三降.降血脂、血糖、血压[7].魏涛等采用SD 大鼠和昆明种小鼠对壳聚糖降血糖、降血脂及增强免疫作用进行了研究,表明壳聚糖具有明显的降血糖、降血脂及增强免疫的作用.壳聚糖降血脂的原因可能与其正电性有关.正电性的壳聚糖和负电性的胆汁酸结合排出体外,脂肪不被乳化,影响脂肪的消化吸收,降低血清甘油三酯含量.同时由于壳聚糖与胆汁酸结合排出体外,重吸收入肝脏中的胆汁减少胆囊排空,而胆囊中必须有一定量的胆汁酸储备,这就促进肝脏将胆固醇转化成胆汁酸,使血胆固醇降低[12].傅民等进行了壳聚糖对Fe 2+吸附研究.结果表明,在酸性条件下,选用均分子量为2×105的壳聚糖,选择合适的用量和Fe 2+初始浓度,壳聚糖对Fe 2+吸附可达30%左右.人体对壳聚糖亚铁络合物的吸收远远高于传统的FeSO 4药物,有望成为治疗缺铁性贫血的良药[13].韩怀芬等将壳聚糖与明胶混合制成药用胶囊,克服了明胶粘度对温度敏感和抗潮性差等缺点,并且节省了明胶用量,简化了胶囊生产条件,提高了经济效益[14].壳聚糖作为一种天然多糖衍生物,具优良的生物亲和性,其分子链上丰富的羟基和氨基,使其易于进行化学修饰而赋予多种功能,它的改性产品在医学上还有许多应用,比如,N -甲酰化壳聚糖可用于制造人造皮,保护大面积伤口,使其生成新皮;甲壳素与壳聚糖甲酰化和乙酰化物(取代度分别为0.5和2.5)的混合物制成纤维后可作为外科缝合线,非常结实,能在体内慢慢溶解,无需拆线,也不会过敏;N -顺丁烯二酰基壳聚糖与丙烯酰胺的共聚物在任何pH 值下都稳定,能在水中膨胀形成具有良好机械性能的凝胶,用这种材料固定的抗体能有效地减少血浆中肝炎病毒抗原值;羧甲基甲壳素在医药上用作免疫辅助剂,能有效地诱导细胞毒性巨噬细胞和嗜中性白血球的积聚.还能作为药物载体,以控制药物和细胞激动素(包括疫苗)的持续释放.将它溶于磷酸盐缓冲液形成的物质,可以代替眼中的晶状体.羧甲基甲壳素的另一个应用是:将它和卵磷脂等通过2步乳化技术可制成脂体型人造血红细胞;N-羧甲基壳聚糖的磺化产物具有抗凝血作用,它专一性地作用内凝血因子,而不与体外及普通凝血因子反应,其作用机制与肝素不同;N -羧丁基壳聚糖对各种病原体具有抑菌、杀菌作用,可防止伤口二次感染,促进伤口愈合;高度脱乙酰化的壳聚糖与缩水甘油基三甲胺氯化物反应,可使壳聚糖季铵化,产物可作为食用纤维及降胆固醇药剂使用;N-甲基化壳聚糖碘化物对革蓝氏阳性菌具很强抗菌作用;甲壳素和壳聚糖低聚糖具有抗癌作用,可抑制癌细胞转移,同时,对中枢神经有镇静作用[10].有人还发现,将壳聚糖制备成单分散的窄分布高分子微球,使壳聚糖与高分子微球的功能性相复合,可使其在生物医学领域得到更大应用[15].177第2期 周友亚:甲壳素/壳聚糖及其衍生物的开发与应用进展 178 河北师范大学学报(自然科学版) 第26卷2.4 其他应用甲壳素/壳聚糖及其衍生物除了上述应用以外,还广泛地应用于环保、农业、纺织、造纸、印染等行业.比如,壳聚糖能通过分子中的氨基、羟基与金属离子Hg2+,Ni2+,Pb2+,Cd2+,Cr2+,M g2+,Zn2+, Cu2+,Fe3+等形成稳定的螯合物,因而,可广泛应用于重金属的回收、工业废水的处理等方面[16].在日用化工行业,可用作洗涤剂,去污力强,不受水硬度影响,不损伤织物;用作茶皂素提取工艺中的复合絮凝剂除杂,效果极佳[17].在农业上,用于抑制甲壳素酶和壳聚糖酶的活性,促进植物生长[12].还可用作农药乳化剂和杀虫剂[17].在纺织工业上,日本濑尾宽等利用壳聚糖的抗菌性,将其混炼入粘胶纤维制成特性纤维CH IT OPOLY并与棉纤维混防织成布料做成婴儿贴身内衣,可有效抑制皮肤细菌繁殖[18].在饲料工业上,可用作饲料粘合剂等等[19].甲壳素和壳聚糖由于分子中存在羟基、氨基、乙酰氨基,可供修饰的基团多,关于它们的改性研究必将更加活跃,因此,它们的应用前景会更加广阔.参考文献:[1] 王爱勤,谭干祖.从蝇蛹壳中提取甲壳素[J].化学世界,1998,(1):29.[2] 乐培思,徐茂军.甲壳素膜对果蔬保鲜效果研究[J].食品科学,1991,12:57.[3] 陈天,张皓冰,叶秀莲.壳聚糖常温保鲜猕猴桃的研究[J].食品科学,1991,10:37.[4] 陈安和,孙敏,李坤培.几丁质对贮存期草莓中SO D活力和Vc含量的影响[J].食品科技,1994,(7):65.[5] 吉伟之,熊何建,马志春,等.壳聚糖对猪肉保鲜效果的研究[J].食品工业科技,2000,21(3):13.[6] 于广利,娄小红,王师,等.不同聚合度甲壳胺对鲜鱼鲜猪肉保鲜作用[J].中国海洋药物,1994,(3):45.[7] 董炎明,阮永红,丘蔚碧,等.甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品工业中的应用[J].食品科技,2000,(5):28.[8] 范恒斌.应用几丁质在几种饮料中澄清作用的研究[J].食品科学,1991,(7):31.[9] 杨继生,王赤贞胤,曹芳,等.壳低聚糖对酱油防腐效果的研究[J].化学世界,1998,(8):416.[10] 夏文水,陈洁.甲壳素和壳聚糖的化学改性及其应用[J].无锡轻工业学院学报,1994,13(2):162.[11] 陈育如,王习霞,陈卫,等.壳聚糖的制备与固发胶的生产[J].化学世界,1996,(4):187.[12] 魏涛,唐粉芳,高兆兰,等.壳聚糖降血脂、降血糖及增强免疫作用的研究[J].食品科学,2000,21(4):48.[13] 傅民,陈妹,金鑫荣.壳聚糖对Fe2+吸附作用的研究[J].化学世界,1998,(2):79.[14] 韩怀芬,钱俊青.甲壳素的改性及应用于药用胶囊的工艺研究[J].化学世界,1997,(10):523.[15] 丁明,施建军,皇甫立霞,等.壳聚糖微球的制备研究[J].化学世界,1998,(12):636.[16] 何松裕,雷剑泉,黄舜华.甲壳素对有毒及放射性金属离子吸附作用的研究[J].化学世界,1996,(5):252.[17] 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第五章甲壳素及其衍生物的制备ppt课件
乙酰基。
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（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。
可在里面加入粉状壳聚糖搅拌，过滤后即
能使该液体除酸。
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二、在生物医药材料方面的应用
（一）医用敷料：成膜性
人造皮肤等
良好的组织相容性；灭菌、促进伤口愈合；
2019
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（二）手术缝合线 壳聚糖缝合线 1、有很强的抗张强度。 2、抗原性低。 3、不用拆线。 加速伤口愈合 被组织降解并吸收 替代肠衣手术线
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三、甲壳素及其衍生物的安全性
1、在饲料或食品添加剂中，高浓度的壳聚糖可
产生副作用或毒性，
在动物内脏形成凝胶，影响营养物质如矿质元
素吸收、脂溶性维生素缺乏，严重可导致死亡。
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第四节甲壳素及其衍生物的应用
一、在食品工业中的应用 （一）组织形成剂 1、壳聚糖的酸性多糖络盐，呈肉状组织纤 维，可作为组织形成剂， 与猪肉、牛肉等混合制成优质、低热量的 填充食品； 也可通过添加香料、调料和色素等制成各 种人造肉。
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壳聚糖（chitin）是甲壳素（chitosan）经脱乙 酰化反应后的产物。
2
第一节 甲壳素类物质的来源
一、甲壳素的分布
低等植物菌类、藻类的细胞 节肢动物虾、蟹、蝇蛆、 昆虫的外壳