壳聚糖的提取及应用研究

叶色绿色。田间高抗青枯病。

2.2.2桂黑1号。属珍珠豆型食用黑花生品种，生育期118天。该品种生势中，叶片中，叶色绿色。主茎高47.3cm ，分枝长50.9cm ，总分枝数7.8条，结果枝6.5条。单株结果数20.5个，饱果率9

3.7%，双仁果率82.3%，百果重165.8g ，百仁重63.7g ，果数733个/kg ，出仁率68.8%。区试田间抗倒性强，耐涝性、耐旱性中等，叶斑病3.2级，锈病2.7级，抗青枯病。

2.2.3桂花202。生育期122天。该品种生势强，叶片中，叶色绿色。主茎高42.7cm ，分枝长50.1cm ，总分枝数8.5条，结果枝7.0条。单株结果数16.1个，饱果率84.6%，双仁果率84.98%，百果重221.4g ，百仁重81.3g ，果数571个/kg ，出仁率66.3%。抗倒性、耐旱性强，耐涝性中。试验田间叶斑病4.5级，锈病

3.8级，

中

2018年第6期现代园艺抗青枯病。2.2.4桂花17。主茎高约39cm ，侧枝长约43cm ，总分枝数6条，结果枝5条，单株结果14个，荚果斧头型，百果重145g ，出仁率72%，果仁圆锥形，种皮粉红色，百仁重55g 。珍珠豆型早熟中粒品种，生育期约117天，株型紧凑，抗旱；抗叶斑病，抗锈病和青枯病；含油量51.7%，油酸含量47.8%，亚油酸含量35.1%，油酸与亚油酸比值1.4。

2.3结论

经过1年的试验观察，初步得出：桂花37、桂黑一号、桂花202比对照桂花17都有不同程度增产，抗病

性增强，值得在灌阳县推广。

（收稿：2018-01-24

）李新元（1972-），助理农艺师，大学本科，农学学士，一直

在乡镇从事农业技术推广工作

。

蒋生发（1966-），高级农艺师。

壳聚糖的提取及应用研究

申熙耀，梅增霞，李建庆

（滨州学院生物与环境工程学院/山东省黄河三角洲环境重点实验室，山东滨州

256603

）

壳聚糖是一种可再生的环境友好型天然高分子材料，本文对壳聚糖的来源、提取方法，以及其在医药、化工、农业、纺织、环

保领域的应用等方面做了阐述，以期对壳聚糖的开发应用提供参考

。

壳聚糖；提取方法；应用

[3-8]

。

2

壳聚糖的来源

目前工业上甲壳素、壳聚糖的生产原料主要是虾蟹壳，昆虫体内甲壳素含量也较高，主要分布于体壁部分，不同的昆虫和不同虫态甲壳素的含量不同[9,10]。王敦等从金龟子、臭蜣螂中提取出了壳聚糖并优化了提取工艺[6,7]。

微生物中也富含壳聚糖，可通过微波法、酸碱法和碱法提取从菌丝体中提取壳聚糖[11,12]，陈勉等从菌丝体中提取了壳聚糖[8]。杨迺嘉等从桑白皮中叶分离出了壳聚糖[13]。

3壳聚糖的提取方法3.1浓碱热解法

工业上，一般采用高温浓碱热解法提取壳聚糖[14]，高温高浓度碱脱乙酰，此法制备的聚糖性质不稳定，且提取成本高，污染环境[15]。3.2酶法

采用甲壳素脱乙酰酶水解甲壳素中的乙酰基，可以制得高品质的壳聚糖，还解决了高浓度碱液污染环境的问题。但从虾蟹壳中提取壳聚糖的方法仍存在着一些明显的缺点：受季节影响严重，原料来源不稳，品质不同，造成成品质量难以得到保证，且虾蟹壳中矿物

壳聚糖（）是由甲壳素（）脱乙酰

处理后得到的产物———脱乙酰基甲壳素，是甲壳素最重要的衍生物，在医药、化工、农业、纺织、环保等领域得到了较为广泛应用。目前壳聚糖的生产原料主要为虾蟹壳，但虾蟹壳中甲壳素含量少、且矿物质含量较高，致使其提取成本升高。甲壳素广泛存在于生物体中，如何提取和制备优良的壳聚糖成为一项重要的研究内容，本文对壳聚糖的提取及其在医药、农业、环保等领域的应用进行了阐述，以期对壳聚糖开发应用提供参考。

1

壳聚糖的概况

壳聚糖是甲壳素脱去分子中的乙酰基后的产物，溶解性能较甲壳素高，是无分支的链状高分子化合物。壳聚糖的结构与纤维素相类似。壳聚糖是天然多糖中唯一存在大量的碱性氨基的多糖，有α、β和γ3种构象，微结晶性粉末，能溶于部分有机酸和无机酸[1]。壳聚糖具有很强的的吸湿性，较高的黏度，并且具有优良的成膜性和组织相容性[2]。

传统的壳聚糖提取过程会对环境产生一定的影响，所以近年来不断有研究者在优化提取工艺。采用蛋白酶降解法，可从螃蟹壳中制得食品级甲壳素，发酵法制备甲壳素，用离子强度线性梯度洗脱准备壳聚糖

1

3〇

现代园艺2018年第6期

质含量较高。

3.3发酵法

发酵法从虾蟹壳中提取壳聚糖和甲壳素的主要原

理是利用菌丝体发酵产生的蛋白酶消耗蛋白质，以及

发酵过程中微生物产生的酸消耗无机物，从而提取壳

聚糖和甲壳素。Sini等提出使用芽孢杆菌发酵产生的

蛋白酶和酸降解虾壳中的蛋白质和无机物。Jung等首

次采用连续发酵法从蟹壳中提取甲壳素。

3.4真菌法

米根霉是一种药和酒曲中的霉菌，细胞壁含有天

然壳聚糖，经发酵，无需脱乙酰，直接提取壳聚糖，可以

减少对环境污染。

利用毛霉丝状真菌细胞内的甲壳素合成酶和脱乙

酰酶，经自身催化，把毛霉菌丝内的甲壳素转变成壳聚

糖，直接从其菌丝体提取壳聚糖。毛霉壳聚糖产量可占

细胞干重的8%。

4壳聚糖的应用

4.1果蔬保鲜

经壳聚糖溶液处理后的果蔬，表面可形成一层透

明薄膜，抑制果蔬与大气之间的气体交换，在一定程度

上能够有效减缓果蔬老化，减少腐烂变质，能够较长时

间保持果蔬的品质[16]。

4.2抑菌作用

壳聚糖具有较为高的抗菌活性，能够较为有效地

抑制细菌和真菌的生长与繁殖，和一般的抑制剂对比，

它具有抑菌活性高、广谱、杀灭率高等优点，并且壳聚

糖的分子量大小对抑菌性有较大的影响[17]。

4.3保健免疫作用

随着对壳聚糖研究的深入，人们开始注意到壳聚

糖的营养保健功能。壳聚糖具有提升免疫力、改善消化

机能、降低胆固醇、调节人体酸碱平衡、吸附和排出体

内有害重金属、减肥等多种保健功能[18]。壳聚糖被认为

是继维他命丸、卵磷脂以及螺旋藻之后的第二代保健

食品。

壳聚糖具有明显的降血脂、降血糖和增强免疫的

作用，能够在体内阻碍胆固醇的吸收、且能够和胆汁酸

结合，并将其排除体外，还可以阻碍脂类物质的吸收，

达到降低血脂的作用[19]。

4.4医疗材料

壳聚糖与磷酸钙复合物可作为骨骼的代替物，可

用做修补损坏的牙齿及其填充材料。壳聚糖衍生物与

聚酯的复合材料可用做人造血管，以甲壳素为原材料

制成的人工皮肤，具有优良的组织相溶性，可以加速

创面的愈合，并且具有消炎、止痛、促进皮肤新生的功

效[20]。

4.5食品包装

壳聚糖对细菌和真菌具有一定的抑制作用，且壳

聚糖良好的成膜性对气味及食品风味有较好的阻隔作

用，壳聚糖的这些性质使其在食品涂膜及包装方面非

常适合。

4.6环保治污

壳聚糖对许多金属离子具有螯合吸附的作用，其

分子中的氨基和羟基能与许多金属离子（如Cu2+、Ca2+、

Ag+等）形成稳定的鳌合物。壳聚糖可以用于各种含有

金属离子污水的治理，并可用于金属离子的分离，应用

于湿法冶金。（收稿：2018-02-05

）

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基金项目：国家自然科学基金项目(31770689)；国家级大学生创新创

业训练计划项目（201710449008）；滨州学院科研基金项目

（BZXYL1702）；滨州学院实验技术项目（BZXYSYXM201722）遥

作者简介：申熙耀（1996-），男，甘肃临洮人，本科生，主要从事森林

昆虫研究。

通信作者：李建庆（1977-），男，山东博兴人，博士，副教授，主要从事

生物防治研究。

14〇