用途广泛的壳聚糖及其衍生物□崔小明 壳聚糖又称可溶性甲壳素,是甲壳素最重要的衍生产物,学名叫聚2氨基2
壳聚糖又称可溶性甲壳素,是甲壳素最重要的衍生产物,学名叫聚2氨基2脱氧DB1,4葡萄糖。外观为白色或灰白色、略有珍珠光泽、半透明的片状固体,不溶于水和碱溶液,但能溶于稀酸(如1%的醋酸溶液)生成透明粘稠的壳聚糖盐胶体溶液,这也是壳聚糖最重要、最有用的性质之一。平时常将它溶于稀酸中使用。利用壳聚糖有机酸盐的氨基反应,可进一步制得各种性能优异的衍生物,这些产品都具有洁白、耐酸、耐碱、耐晒、耐腐蚀等特点。 壳聚糖的生产是以甲壳素为原料在浓碱的作用下进行的。一般的工艺是将原料浸
壳聚糖的生产是以甲壳素为原料在浓碱的作用下进行的。一般的工艺是将原料浸于40%的浓碱溶液中,于40~60℃反应20~24小时(升高温度或加大碱的浓度可相应缩短反应时间),过滤水洗至中性后在70℃下干燥,即得到洁白或呈半透明状的壳聚糖,产率60%~80%。合格的壳聚糖产品应能全部溶于1%的醋酸溶液中。 在壳聚糖的生产过程中,甲壳素的氧化、还原,特别是浓碱水解过程直接影响产
在壳聚糖的生产过程中,甲壳素的氧化、还原,特别是浓碱水解过程直接影响产品质量的优劣和粘度的大小,因此严格控制好碱的浓度、反应温度和水解时间十分关键。 由于壳聚糖分子独特的结构,使得它及其衍生物在纺织、印染、造纸、医药、水
由于壳聚糖分子独特的结构,使得它及其衍生物在纺织、印染、造纸、医药、水处理、食品、生物、农业等众多领域具有广泛的用途。 (1)用作制膜纺丝新材料。用壳聚糖制成的膜或丝的纺织物可用于化工和生物
(1)用作制膜纺丝新材料。用壳聚糖制成的膜或丝的纺织物可用于化工和生物产品的分离、提纯、纯水制备、废水处理、海水淡化、食品和药物包装等。此外,根据使用需要,还可通过接枝、交联、酰基化、醚化、羟基化等使壳聚糖膜或丝织物改性,使其性能进一步得以改善。 (2)用作酶固定剂。壳聚糖分子中含有氨基,它对蛋白质的亲合力很高,因此,
(2)用作酶固定剂。壳聚糖分子中含有氨基,它对蛋白质的亲合力很高,因此,壳聚糖可以用作各种酶的固定化载体。与其它载体相比较,壳聚糖除了原料易得、价格便宜、酶固定效率高以外,还由于它对金属离子具有螯合作用,因而可以保护酶免受Cu2+、Ni2+、Cd2+、Mg2+等金属离子的抑制。用壳聚糖固定的葡萄糖转化酶、乳酸酶等,不但结合牢固,而且酶活力能保留30%~80%。 (3)用作涂料添加剂。将壳聚糖加到涂料中,可以显著地增加涂料的粘着性、
(3)用作涂料添加剂。将壳聚糖加到涂料中,可以显著地增加涂料的粘着性、柔软性和表面覆盖能力,其覆盖面较一般涂料增大40%以上。 (4)用作造纸助剂。用壳聚糖的醋酸溶液对纸张进行表面处理,可以提高纸张
(4)用作造纸助剂。用壳聚糖的醋酸溶液对纸张进行表面处理,可以提高纸张的耐折、抗破等机械强度和电绝缘性以及印刷量等,而且不影响纸张的白度。现在壳聚糖已作为多种纸浆制作的表面上胶剂应用于造纸工业。 (5)用作织物整理剂和固色剂。在纺织印染方面,用壳聚糖作直接染料和硫化
(5)用作织物整理剂和固色剂。在纺织印染方面,用壳聚糖作直接染料和硫化染料的固色剂,不仅可以增加织物和花布的耐光、耐洗、耐磨、色泽经久不褪等特性,而且还可使织物富有滑爽、光洁和硬挺等外观特性。此外,用作上浆剂、固色剂以及无甲醛处理剂,可使织物具有更好的染色性、耐洗性和抗皱性,改进纤维强度,提高抗静电性能。 (6)用作离子交换剂。壳聚糖与甲酸、乙酸或乳酸反应生成的盐具有阳离子交
(6)用作离子交换剂。壳聚糖与甲酸、乙酸或乳酸反应生成的盐具有阳离子交换树脂的特性,它们对蛋白质等有着很强的亲合力,将它们作为离子交换剂可用来分离提纯酶、蛋白质等。 (7)用作絮凝剂。用壳聚糖作絮凝剂具有沉降速度快、去除率高、用量少、易
(7)用作絮凝剂。用壳聚糖作絮凝剂具有沉降速度快、去除率高、用量少、易处理、无毒、能被生物分解等特点,适用于废水处理、果汁澄清、菌体沉降、蛋白和金属的回收等方面,其性能优于其它高分子絮凝剂,是一种理想的天然絮凝剂。 (8)用作种子处理剂。用壳聚糖作为农作物种子处理剂,使种子包埋在壳聚糖
(8)用作种子处理剂。用壳聚糖作为农作物种子处理剂,使种子包埋在壳聚糖膜内,可以防止土壤中霉菌的侵害,提高作物的抗病能力,从而提高作物产量。壳聚糖还具有很强的吸水性和保水性,适宜用作干旱地区种子萌发的基质,可以保证出苗率并使芽苗茁壮。此外,壳聚糖的水解产物还具有植物生长调节作用。 (9)用于生物医学领域。用壳聚糖做成的外科手术线可被人体吸收,且对人体
(9)用于生物医学领域。用壳聚糖做成的外科手术线可被人体吸收,且对人体没有毒害作用,可减少出血,促进伤口愈合,打结不滑,易被组织吸收而无过敏反应;口服壳聚糖可降低胃酸,抑制溃疡,并兼有降低胆固醇和甘油三酯的作用,可用于减肥、健胃;在牙膏、漱口水及口香糖中添加壳聚糖,可预防龋齿和牙周炎,除去或减轻口臭;壳聚糖在药剂上,可做成膜状制剂、缓释制剂及微胶囊等;利用壳聚糖中含有大量能与活性染料起反应的基因,可制成带有各种颜色的隐型眼镜。 (10)用于食品工业。壳聚糖具有降低胆固醇、促进双尾菌增殖、调节人体所
(10)用于食品工业。壳聚糖具有降低胆固醇、促进双尾菌增殖、调节人体所需金属元素含量、降低食物热量、调节免疫活性、促进抗体产生等功能,可用作食品防腐保鲜剂、保健食品添加剂、饮料和调料的除浊防沉淀剂等;用壳聚糖制成的薄膜可作为食品用的生物降解纸,并用于食品包装,也可代替部分明胶使用。(11)用于日用化学品工业。壳聚糖经有机酸或磺酸处理形成的盐不仅具有良好的增粘保湿性、加工柔软性和成膜性,而且对皮肤无毒,无刺激性,可广泛用来配制香波、润肤剂、固发液摩丝、洗发水等,其产品质量优于传统配料产品;添加壳聚糖制成的各种洗发护发用品,具有使头发蓬松、易于梳理以及光亮发色等功效,同时还能起到保护头皮及促进毛发生长的作用,日益受到广大消费者及各国化妆品公司的青睐。 除此之外,壳聚糖及其衍生物还可用作饲料添加剂、果实催熟剂、新型杀虫剂、
除此之外,壳聚糖及其衍生物还可用作饲料添加剂、果实催熟剂、新型杀虫剂、药物原料等,用途十分广泛,开发利用前景相当乐观。
