壳聚糖的作用机理

壳聚糖类造纸助剂的作用机理及应用随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,纸及纸制品的需求发生了明显的改变,特种纸、加工纸、高档纸供不应求,国家花费大量的外汇进口这类产品。

为了改变这种状况,行之有效的方案之一是研制、开发相应的造纸化学品。

当前广泛使用的造纸湿部助剂主要有合成高分子和天然高分子,前者虽然具有许多优势,如成本低、性能独特等,但基本上均为石油下游产品,而现存的石油资源短则数十年、长则一百年左右将会枯竭;而且这类合成高聚物绝大多数都不能生物降解,有的甚至有毒性,对生物、生态有不利的影响。

显然,科学的发展观直接影响新型造纸助剂的开发领域。

天然高聚物以其可再生、无毒、生物相容、环境友好、来源丰富,性能优良等特性,日趋受到人们的青睐,正逐步取代合成聚合物。

工业上常使用的天然高聚物主要有淀粉及其改性物、纤维素及其改性物、瓜尔胶及其改性物、蛋白质及改性物,但普遍存在着用量大、效果欠佳等不足,如淀粉作内部添加剂在纸张上留着性能差、易产生沉积等。

而分子结构与纤维素极其相似、易改性的壳聚糖则早已被造纸化学品研究人员中的有识之士所关注。

近年来,国内外对甲壳素及其衍生物在造纸业中的开发利用的研究非常活跃;其中,日本的研究最广泛,包括纸张施胶、增强、助留助滤、整饰和造纸废水处理,以及以壳聚糖为主要组分抄造特种纸等,申请了大量的专利,并有许多成熟的工业产品问世。

我国近期也有一些机构从事该项研究工作,主要集中在增强、助留助滤、特种纸上,发展势头良好。

为使读者了解这一方面的新近研究和发展方向,本文在总结前人工作的同时,结合笔者近期研究的结果,就壳聚糖及其衍生物在造纸工业上的各类应用及作用机理作一综述。

1 壳聚糖及其衍生物在造纸工业中的应用壳聚糖及其衍生物能与纤维素强烈作用,是一种性能优良的造纸助剂,迄今发表的大量有关的研究报道及专利文献,几乎涉及到造纸工业的各个工序。

1.1 表面施胶剂或辅助施胶剂草类纤维抄造出的纸张品质一般较差,壳聚糖强度高,成膜性好,与纤维素间的作用大,因而壳聚糖作草浆纤维纸张的表面施胶剂更有实际意义,可大幅度改善纸张性能。

0.1~1g/m2壳聚糖涂布于成纸表面上,能提高纸张的表面强度、柔软性及印刷性能。

加入N一烷基壳聚糖纤维于硫酸盐浆中,抄造出的纸张有高的撕裂度、耐折度。

与松香胶相比较,壳聚糖作表面施胶剂时,有更高的干湿强度、耐破度、撕裂度,印刷性能、耐水性能及电绝缘性能。

新闻纸、印刷纸、地图纸用、(氰乙基壳聚糖)=1%表面处理,在不影响光泽度的前提下,能提高裂断长、耐破度、耐折度等,而且适合于多种浆料所抄纸张,可作为半化学浆、亚硫酸盐浆、硫酸盐浆、棉纤维、亚麻纤维纸张的表面施胶剂。

壳聚糖与淀粉或聚乙烯醇共混,也可作为表面复合施胶剂使用,质量比为1:9~9:1,以10%的比例作纸张表面施胶剂,纸张的撕裂度和断裂长可提高0.75~1倍;壳聚糖/氧化淀粉共混,对双面胶版纸、铜版纸、晒图纸、静电复印纸表面施胶,可明显提高纸张的力学性能、印刷适性、染色鲜艳性。

壳聚糖及其衍生物也可用于浆内施胶剂的增效。

用烷基二烯酮(AKD)施胶时,在浆料中加入w[壳聚糖(醋酸或盐酸溶液)]=0.1%~0.4%,与环氧氯丙烷聚酰胺树脂(PAE)比较,能有效提高AKD的留着率、填料的留着率及施胶度。

这是由于加入到浆料中,壳聚糖阳离子被吸附到阳性AKD乳胶的阴离子部位,使AKD乳粒带上了正电荷,可与带负电荷的纤维吸附,从而提高了AKD的留着率。

用w(AKD)=0.05%或w[烯基唬珀酸酐(ASA)]=0.01%施胶时,加入(壳聚糖)=0.5%,w(羧甲基纤维素)=1%或w(羧乙基纤维素)=1%时,均可提高胶料的留着率,施胶度都可达到38s。

1.2 纸张增强剂理想的增强剂通常应具备一定的条件:(1)线型水溶性聚合物,相对分子质量大,成膜能力强,对纤维有足够粘合强度;(2)与纤维素有好的相容性,不破坏纤维素分子间的氢键;(3)功能基团能充分接触纸纤维,且能通过离子键或氢键与之牢固结合;(4)无毒、可生物降解的天然产物。

壳聚糖能满足上述条件,因而是理想的纸张增强剂。

壳聚糖作为纸张增强剂的作用机理有着大量的文献资料,目前一般认为它能从三个方面提高纸张的机械强度,即干强度,湿强度及初始湿强度。

1.2.1 干强剂壳聚糖加入到浆料中,首先被带负电的纤维素的表面吸附,成纸时填充于纤维之间,这种填充作用必将增大纤维间的结合面积,同时分子上的众多基团与纤维表面上的基团彼此间形成相应的化学键(氢键、离子键),在干燥过程中,水分的蒸发为壳聚糖一纤维素分子间的化学作用提供了更多的机会,即可形成更多的氢键,从而提高纸张的强度。

w(壳聚糖)= 0.5%与w(阳离子淀粉)=0.05%和w(环氧氯丙烷聚酰胺)=0.0l%复配,作阔叶木浆增强剂,成纸裂断长达4. 0 km,Allan等研究表明,生产印刷纸的纸张强度与壳聚糖颗粒的大小成反比,与脱乙酰度成正比;对于打浆度高或低的浆料,抗张强度都有明显地提高,其干增强效果比某些常用助剂,如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺要更好些。

将w(壳聚糖)=0.5%~2%喷洒到成形的湿纸页上,抗强度和耐破度得到提高,撕裂因子稍有下降。

实验还发现,添加剂的添加方式对纸页强度也有影响,通过喷雾方法将壳聚糖喷洒于纸页上,效果最好(量少、经济、方便);用碱液使溶解的壳聚糖沉淀于纤维上,抄造出的纸页的强度次之;让溶解的壳聚糖吸附于纤维表面后抄造出的纸页,其强度增大的幅度最些 用三聚磷酸钠、乳酸和壳聚糖处理植物纤维纸,纸的抗水性能大大提高。

壳聚糖与其他试剂的共聚物往往具有更好的复合增强效果,Slagel等将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸与壳聚糖共聚后加入到浆料中,替代壳聚糖,在同等条件下抄制手抄片,其耐破强度和抗张强度分别比空白纸页提高54.4%和22,1 %,而单纯的壳聚糖仅提高12. 1%和18.5%。

壳聚糖与阳离子淀粉接枝共聚,能有效地提高纸的物理强度,并促进填料的留着,最佳用量为w(共聚物)=1.0%;与空白纸相比,断裂长提高了77.8%,耐破度提高了44.7%,其增强效果优于阳离子淀粉和壳聚糖。

Laleg等研究表明:在pH =5时,w(壳聚糖)=2%可使裂断长提高了8.4%,抗张能量吸收提高24.5%,撕裂指数提高7.7%,戳穿指数提高23%;当pH =10时,上述参数分别提高68% ,234%,53%,及106%。

1.2.2 湿强剂壳聚糖也能增加湿强度。

由于浆料经漂白等氧化作用后,纤维素、半纤维素分子上含有一定的醛基,这些醛基在一般的纸抄造过程中就能与壳聚糖上的氨基作用,生成Shiff 碱,从而提高了成纸的湿强度。

此外,壳聚糖在碱性条件下沉积于浆料表面上时,能大幅度提高湿强度,如当湿度为60%,pH=10,壳聚糖用量为2g/100 g纤维时,其湿强度提高4倍多。

pH =5时,湿强也能增加3倍以上。

壳聚糖盐(0.1 g/100g纤维)与环氧聚酰胺树脂(0.2 g/100 g纤维)的混合溶液加入到漂白化学浆中,抄造出的纸张有高的干、湿强度。

1.2.3 初始湿强剂Allan等最早发现,将壳聚糖喷洒在从未干燥过的纸片上时,湿纸幅强度明显提高;Laleg等也发现,w(壳聚糖)=1%加入到40%固含量的磨石磨木浆湿纸幅上,当pH=5,7.5及9时,湿纸幅的撕裂长分别提高50%,60%,及100%。

这与许多增强剂不同,普通的增强剂通常不增加湿纸强度,有的甚至会降低这一参数。

因此,壳聚糖既可提高成纸的物理机械性能,又能改善纸机设备运行效率,特别适合碱性造纸体系。

1.3 助留助滤剂季铵化的壳聚糖和酸性溶液中的壳聚糖都是聚阳离子高分子化合物,可通过电荷中和作用,几乎完全吸附于浆料中的纤维、细小纤维、溶解性的半纤维素及亲脂抽出物等胶体状物的表面之上,与溶解性的碳水物,如β-、γ-纤维素间生成聚电解质复合物;与无机填料存在静电中和、桥联、镶嵌及氢键作用,并使之絮凝,因而可提高浆料中的细小纤维、填料以及各种助剂的留着率。

Seika研究聚氧乙烯在脱墨新闻纸浆中的留着时发现,壳聚糖比传统的酚醛树脂效果好、使用量少。

Allen等在比较壳聚糖、线型聚氧化乙烯(PEO)、阳离子聚丙烯酰胺(PAM) ,支化的聚乙烯胺、胶体SiO2及支化聚酚树脂的助留助滤性能时发现,与酚醛树脂相结合的PEO具有最好的助留助滤性能,其次就是壳聚糖。

Allen等在研究热磨机械浆(TMP)新闻纸生产的留着及封闭水循环体系时发现,与阴离子PAM和非离子PEO相比,壳聚糖对封闭水循环体系不利,主要是由于封闭循环造成体系电荷累积。

如改用两性电解质的壳聚糖衍生物,即可解决此问题。

Jason等也发现壳聚糖对TMP的助留作用还会受到助留程序的影响。

壳聚糖也能引起机械浆的絮凝,增大浆的游离度,提高留着率,降低白水的浓度,改善抄纸的滤水性能。

在pH=7.5时,使用w(壳聚糖)=1%能使磨石磨木浆(SGW)加拿大标准游离度从80mL提高到227mL,动态流水仪留着率从75%提高到87%。

作者近期发现,壳聚糖季铵盐更易絮凝细小纤维,更易与溶解性和胶体状的碳水化合物复合:这些现象均导致浆料的留着、滤水性能提高,如打浆度下降近30%,对填料的留着率也大幅度提高,其最佳絮凝浓度仅为阳离子淀粉的5%~10%。

1.4 壳聚糖用于造纸废水处理壳聚糖用于黑液处理,与HE ( Hexamethlene diamine epichlorohycdrin) ,聚乙烯亚胺(PEI)、PAM等化学试剂比较,壳聚糖效果最好,TOC除去率达70%,黑液颜色除去率达90%,明显高于HE,PEI,PAM,分离的木素可综合利用。

Zhang,Tong等使用酶和絮凝剂处理漂白废水时,发现壳聚糖比硫酸铝对AOX,TOC和颜色的除去率要高得多。

1.5 纸张整理剂用壳聚糖对纸张表面处理,可以进一步提高其抗油、抗水、机械强度和光泽度。

羟甲基甲壳素和水溶性壳聚糖有很好的效果,Joyce等研究梭甲基壳聚糖对涂层结构、流变及脱水性能的影响时发现,羧甲基壳聚糖比海藻酸钠和梭甲基纤维素更有效。

壳聚糖涂布纸页可提高喷墨打印纸的光泽度。

用二丁酰基甲壳素和壳聚糖涂布纸张,其抗油和密封性能极好,机械强度也有很大提高。

1.6 壳聚糖用于特种纸以壳聚糖为主要材料或配以适当的纸浆,按纸张的抄造方法制备各种特种纸,有的已工业生产,如医用功能材料、肠衣、抗菌食用纸和食品包装纸。

85%脱乙酰度的壳聚糖41.5 g,与水3 890 g ,醋酸59 g混合溶解,然后加入w(氢氧化钠)= 20%的水溶液 98. 7g、将所得的悬浊液通过造纸的方法抄造成纸,该壳聚糖纸在20℃,60%相对湿度下具有5.0kg/mm2的抗张强度。

壳聚糖由于带有氨基,可抑制酵母菌和乳酸菌的生长,包装食品可延长食品的保存期。

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壳糖胺又名壳聚糖

壳糖胺又名壳聚糖

壳糖胺又名壳聚糖,,是一种可食性动物纤维。

被称之为生命第六要素,是最令人激动的生物功能材料,壳糖胺不溶于水和有机溶剂,能溶于某些有机酸,特别是在医药卫生、食品保健方面价值非常巨大,具有提高人体免疫功能、防癌抗癌、抗自由基、清除体内毒素等功能。

与人体有良好的亲和性。

是现代病、常见病的克星。

临床验证它对人体有七大功能。

一、强化免疫功能、防癌抗癌越来越多的研究结果表明,人体衰老和许多重大疾病的发生都是自由基引起的。

在生命过程中,氧与食物反应给人体提供能量,在这个过程中会有大量自由基产生。

在健康的机体中,自由基的产生和消耗是平衡的。

但是,如果一些致癌物一类的毒素进入人体,就会造成自由基多余或溢出,这些多余的高能自由基就会攻击正常细胞,造成DNA分子降解、缺失,从而破坏 DNA上携带的遗传信息,遗传信息的错误翻译导致细胞突变,最终形成癌。

从壳糖胺的结构和组成可以看到,壳糖胺的【氨基】在邻位【羟基】的作用下,具有很高的活性,介入人体可极大地清除活性致癌自由基,转移致癌自由基对DNA正常细胞的攻击,从根本上降低DNA突变的概率,达到防癌的目的。

1、抑制或延缓癌细胞转移一般认为,壳糖胺抑制肿瘤的作用主要有两点:一是壳糖胺为弱碱性动物纤维素,可以提高人体pH 值,使人体免疫系统处于最为活跃的水平,增加杀伤癌细胞的能力。

二是癌细胞在血管转移时一般经过血管,在血管内皮细胞表面有一种接著因子,癌细胞和接著因子附着结合才能进入血管,再和血液接著因子结合而移动,然后与其它部位接著因子结合、粘附形成癌栓成为转移灶。

壳糖胺对转移载体具有强烈地吸附作用,使癌细胞找不到血管细胞表面接著因子,从而达到抑制或延缓癌细胞转移的效果。

壳糖胺还是一种免疫调节剂,壳糖胺作为细菌多糖的类似物,能刺激巨噬细胞活化,产生如下反应:促进其吞噬能力,增强抗原呈现能力,并增强其在其它免疫系统免疫抗体的生成,从而实现机体对各种细胞的调节,显示抗癌作用。

2、减轻放化疗对患者的损害癌症病人化疗时,烷化剂是很强的细胞毒素物质,壳糖胺能吸附这些物质形成复合物而排出体外。

壳聚糖抑菌性能研究

壳聚糖抑菌性能研究

壳聚糖抑菌性能研究甲壳素-壳聚糖是一种极有前途的天然高分子聚合物,自20世纪60年代以来,人们对它们的研究、生产、应用变得十分活跃。

特别是近几年,研究人员认识到它们的抑菌效能,通过深入研究,有些甲壳素-壳聚糖的抑菌产品已经问世。

甲壳素脱乙酰基产物为壳聚糖。

据研究,壳聚糖的抑菌作用可能有两种机理,一种是壳聚糖通过正电荷的-NH3吸附带负电荷的细胞壁,使壳聚糖吸附在细胞膜表面形成一层高分子膜,改变了细胞膜的选择透过性,阻止营养物质向细胞内的运输,致使细胞质流失、细胞质壁分离,从而起到抑菌杀菌作用;另外一种机理是壳聚糖通过渗入进细胞体内,吸附细胞体内带有阴离子的细胞质,并发生絮凝作用扰乱细胞正常的生理活动,从而杀灭细菌。

近几年,随着对该特性认识的加深,人们不仅对能够影响其抑菌性能的机理进行了深入的研究,而且,也开始应用化学方法对其进行改性,从而提高壳聚糖的抑菌性能,最终达到扩大其应用范围的目的。

目前,针对影响壳聚糖抑菌性能方面的研究主要有以下几个方面:分子量对壳聚糖抑菌性能的影响多数研究认为,寡聚糖和低分子量的壳聚糖的抑菌效果较好,随分子量上升效果逐渐下降。

特别是对大肠杆菌,壳聚糖分子量越小,抑菌作用愈明显。

例如:宋献周等就几种不同分子量的α-壳聚糖对几种常见菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、产气荚膜杆菌)的抑制研究表明,低分子量的α-壳聚糖的抑菌效果优于高分子量的α-壳聚糖。

夏文水等采用E.coli作为试验菌株,测得分子量为1500的壳低聚糖抑菌效果最强。

但是,也有一些研究利用不同的试验菌得出结论认为,壳聚糖分子量较大时,其抑菌能力更强。

例如:Yousook等报导分子量为4万的壳聚糖在浓度为0.5%时,对S.taureus 和E.coli的杀灭率为90%:分子量为18万的壳聚糖在浓度为500PPM时,对S.taureus和E.coli的杀灭率为100%:分子量在30万以下时,壳聚糖对金黄色葡萄球菌的抑制作用随分子量减小而逐渐减弱。

壳聚糖降血糖、降血脂、降血压的作用机理

壳聚糖降血糖、降血脂、降血压的作用机理

能提高人体酸性体
液 的 p I- I 值 , 提 高 胰 岛 素 的 活 性 , 还 可 修 复 因 酸 性 体 质 受损
的 胰 岛 细 胞 , 恢 复 其 正 常功 能 ; 它 有较 强 的 吸 附 性 , 可 自动
识 别并吸 附 带 负 电荷的 内毒素 , 使 胰 岛素 分泌 正 常化 , 并 吸
降糖 、 降脂 、 降 压 等效 果 , 被誉 为 “ 人 体 第六 大生 命要 素” 。
壳聚糖的降血糖作用
治疗糖尿病的关键在于 针对病 因提 高胰岛素的活性 , 日 本 有研 究 表 明 : 人 体的 p H 值每上 升 0 . 1 个单位 , 则胰 岛紊 的
活性提高
3
0
% 。
壳聚糖是碱性动物纤 维,
直不 佳 。
我 为此 很 苦 恼 。
我爱人 是 医 生 ,
了解 到 蓝
湾 壳 聚 糖 具 有 良好 的 降 “ 三 高” 的 效 果 , 就 让 我按
每 日三 次 , 每 次 两 柱 的量 服 用 。 才一 个 多月 , 血 糖
就从
降 1 5 5 m m o l /L .
到 4 . 2 2 m m o l /L ,
尿 糖 由阳性
( ) “

+++
变为阴性 ,
居 高不 下 的 甘 油 三 酯 也 从
4 .
降 2 3 m m o l/L
到 1 . 6 2 m m o l/L ,
更 让 我 高兴 的是 血 压 也
正 常 了。 自 0 6 年 7 月至 今 我 坚持 服 用 蓝 湾 壳 聚 糖 ,

糖 、

脂 、

压各项指 标一

壳聚糖生物降解性能及机理研究

壳聚糖生物降解性能及机理研究

壳聚糖生物降解性能及机理研究壳聚糖是一种由脱乙酰壳聚糖(D-glucosamine)和N-乙酸壳聚糖(N-acetyl glucosamine)组成的天然聚合物,广泛存在于贝壳、虾、蟹等海洋生物中。

壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性,因此在医药、食品、农业和环境领域得到了广泛的应用。

壳聚糖的生物降解性能是其重要的特点之一。

生物降解性是指材料能够被生物体内的酶、酸或微生物等自然环境降解并分解成无害物质。

壳聚糖分子中的羟基和胺基可以通过酶的作用或微生物代谢反应进行降解。

研究表明,壳聚糖在自然环境中可以经过生物降解过程,最终转化为二氧化碳、水和其他可溶性产物。

这使得壳聚糖在环境友好型材料的研究和应用方面具有重要意义。

壳聚糖的生物降解性能与其分子结构和物理化学性质密切相关。

壳聚糖分子中的羟基和胺基的含量以及分布情况对其生物降解性能起着重要的影响。

实验研究发现,壳聚糖中的羟基和胺基含量越高,其生物降解性能越好。

此外,壳聚糖分子的分子量、结晶度和晶态形态等因素也会对其生物降解性能产生影响。

壳聚糖的生物降解机理比较复杂,主要涉及酶降解、微生物降解和自发降解等多种机制。

酶降解是指壳聚糖分子在生物体内通过酶的作用被降解为较小的分子。

一些具有壳聚糖酶活性的酶可以将壳聚糖分解为低聚糖和单糖,并最终转化为能量来源。

微生物降解是指壳聚糖分子在生物体内被微生物代谢降解为无机盐、二氧化碳和水。

许多微生物如真菌、细菌和酵母菌等都具有壳聚糖降解能力。

自发降解是指壳聚糖分子通过自身的物理化学性质,在自然环境中逐渐降解,并最终转化为无害的产物。

然而,尽管壳聚糖具有良好的生物降解性能和机制,但其在应用过程中仍然存在一些挑战。

首先,壳聚糖的生物降解速度相对较慢,需要较长时间才能完全降解。

其次,壳聚糖的生物降解受到环境因素的影响,例如温度、湿度和pH值等。

这些因素可能会影响壳聚糖的降解速率和降解产物。

此外,壳聚糖的降解产物对环境和生物体的影响尚需进一步研究。

壳聚糖功用详解

壳聚糖功用详解

壳聚糖的功用详解,每位卫康家人必备的资料壳聚糖的应用1、食道癌——壳聚糖兑水,虫草兑水喷。

每小时交替使用。

2、降压——壳聚糖每天6粒。

3、拉肚子——孩子1粒壳聚糖抖在饭里。

4、孩子长的过快——肌肉裂断,加壳聚糖。

5、癌症——每天50粒,可以活命。

6、身上所有包块——均需壳聚糖。

7、肾衰竭——壳聚糖加虫草。

8、减肥——壳聚糖加银兰。

9、肠胃不好,便秘——壳聚糖。

10、白癜风——壳聚糖,虫草,金苓,五个月。

11、糖尿病——壳聚糖加虫草。

12、脑血栓——壳聚糖,银兰,虫草。

壳聚糖溶液的作用2粒壳聚糖+纯净水35毫升+白醋2毫升——壳聚糖啫喱水一、浓度:加200毫升纯净水1、去角质,每天2-3次2、足,手上的白癣3、伤口愈合,淡化瘢痕4、喂鱼5-10毫升二、浓度:1000毫升1、皮肤过敏2、黑斑,汗斑,湿疹,皮炎3、香港脚,富贵手4、代替洗发精三、浓度:2000毫升1、面疮,颜面白癣2、荨麻疹3、基础化妆4、男士剃须后使用壳聚糖的妙用1、外伤:有外伤、烧伤烫伤、溃疡时可以将产品直接敷于伤口处,有止血止疼、止痒、杀菌、消炎之功效,且愈后不留疤痕。

2、治带状疱疹:用白醋把产品调成稠糊状,涂抹于患处,3-7天可痊愈。

3、治褥疮:将伤处清理消毒后,把产品直接敷于患处,1-3天可结痂愈合。

4、治口腔、食道溃疡:将产品直接倒入口中含放2-3次/日,1-2天可痊愈。

5、治红斑狼疮:内服:每日3次,每次4-6粒;外涂:把产品用白醋调匀,涂抹于患处,一个疗程可痊愈。

6、治面瘫:每天3次,每次3-4粒,2-7天(麻痹的面部神经修复)痊愈。

7、治便秘:早晚服2-4粒/次,饭前服用,多喝水。

多吃水果蔬菜效果明显。

对肠胃炎和痔疮有奇效!8、治脚气:将产品直接敷于患处,2-3天痊愈不复发。

用白醋调和以后,涂抹于手脚表面可预防、治疗脚气、手脚发痒、脱皮。

9、治疗湿疹:用白醋把产品调匀,涂于患处2-4天可痊愈。

此法对治疗男女阴部瘙痒、阴湿、湿疹有奇效!2-3次可痊愈。

壳聚糖的作用机理

壳聚糖的作用机理

壳聚糖类造纸助剂的作用机理及应用随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,纸及纸制品的需求发生了明显的改变,特种纸、加工纸、高档纸供不应求,国家花费大量的外汇进口这类产品。

为了改变这种状况,行之有效的方案之一是研制、开发相应的造纸化学品。

当前广泛使用的造纸湿部助剂主要有合成高分子和天然高分子,前者虽然具有许多优势,如成本低、性能独特等,但基本上均为石油下游产品,而现存的石油资源短则数十年、长则一百年左右将会枯竭;而且这类合成高聚物绝大多数都不能生物降解,有的甚至有毒性,对生物、生态有不利的影响。

显然,科学的发展观直接影响新型造纸助剂的开发领域。

天然高聚物以其可再生、无毒、生物相容、环境友好、来源丰富,性能优良等特性,日趋受到人们的青睐,正逐步取代合成聚合物。

工业上常使用的天然高聚物主要有淀粉及其改性物、纤维素及其改性物、瓜尔胶及其改性物、蛋白质及改性物,但普遍存在着用量大、效果欠佳等不足,如淀粉作内部添加剂在纸张上留着性能差、易产生沉积等。

而分子结构与纤维素极其相似、易改性的壳聚糖则早已被造纸化学品研究人员中的有识之士所关注。

近年来,国内外对甲壳素及其衍生物在造纸业中的开发利用的研究非常活跃;其中,日本的研究最广泛,包括纸张施胶、增强、助留助滤、整饰和造纸废水处理,以及以壳聚糖为主要组分抄造特种纸等,申请了大量的专利,并有许多成熟的工业产品问世。

我国近期也有一些机构从事该项研究工作,主要集中在增强、助留助滤、特种纸上,发展势头良好。

为使读者了解这一方面的新近研究和发展方向,本文在总结前人工作的同时,结合笔者近期研究的结果,就壳聚糖及其衍生物在造纸工业上的各类应用及作用机理作一综述。

1 壳聚糖及其衍生物在造纸工业中的应用壳聚糖及其衍生物能与纤维素强烈作用,是一种性能优良的造纸助剂,迄今发表的大量有关的研究报道及专利文献,几乎涉及到造纸工业的各个工序。

1.1 表面施胶剂或辅助施胶剂草类纤维抄造出的纸张品质一般较差,壳聚糖强度高,成膜性好,与纤维素间的作用大,因而壳聚糖作草浆纤维纸张的表面施胶剂更有实际意义,可大幅度改善纸张性能。

壳聚糖 抗炎原理

壳聚糖抗炎原理
聚糖是目前研究开发最为活跃的天然有机抗菌剂之一。

它具有良好的生物相容性和广谱抗菌性,无毒,对人体的免疫抗原小,且具有消炎、止痛以及促进伤口愈合等功效。

壳聚糖的抗菌机理随着环境及自身条件的变化而不同,一般认为高分子量壳聚糖溶于酸后,成为一种阳离子生物絮凝剂,絮凝过程中使菌体细胞聚沉,高分子链密集于菌体表面,形成高分子膜,影响细菌对营养物的吸收,阻止代谢废物排泄,导致菌体新陈代谢紊乱,从而起到杀菌和抑菌的作用。

随着分子量降低,则可通过渗透作用穿过多孔细胞壁,进入细菌内部,破坏细胞内含物的胶体状态,使其絮凝、变形,或直接干扰带负电荷的遗传物质DNA和RNA,抑制细菌繁殖,导致死亡。

同时壳聚糖的有效基因NH可与细菌细胞壁膜上的类脂一蛋白质复合物发生反应而变性,改变细胞膜通透性,或与细胞壁形成负电环境,破坏其完整性,使细胞壁逐渐溶解,甚至细胞死亡。

壳聚糖功能研究和临床应用

壳聚糖功能研究和临床应用一、壳聚糖功能研究1、降血脂作用血脂是指血液中脂类的含量。

广义的脂类指中性脂肪(甘油和甘油三酯)和类脂质(胆固醇、胆固醇酯和磷脂)。

2、降血压的作用1)体液调节作用:造成高血压的原因很多,其中体液内分泌调节占重要地位。

实验医学证明,人体过量摄入氯化钠(食盐),使氯离子堆积,导致人体处于高血压状态。

体内适量的壳聚糖溶解后形成阳离子基团与氯离子结合排出体外,削弱了转换酶的作用,血压则无法升高。

2)壳聚糖降血脂同时降血压:壳聚糖降低血脂,多量的胆固醇由周围组织运回肝脏,中小动脉内膜沉着的胆固醇数量减少,血管内壁弹性转佳,促使血压下降。

3、降血糖的作用1)促进胰岛素的分泌:壳聚糖通过协调脏器功能促进内分泌,实现对胰腺功能的调节。

首先是刺激迷走神经,兴奋大脑皮层的饥饿中枢和血管运动中枢,然后使胰腺的血管扩张,增加血液循环量,胰岛素的分泌量增加。

改善胰腺的功能,活化胰岛细胞,促进Β细胞分泌胰岛素。

2)强化胰岛素的活性:实验证明胰岛素的活性与体液的PH值(酸碱度)密切相关。

胰岛素在酸性环境中是没有功能的,只有体液PH值7.4时发挥作用最好。

壳聚糖能够提升PH 值0.5个单位,从而使胰岛素的活性可明显改善。

3)提高胰岛素受体的敏感性:文献表明肥胖人的胰岛素受体敏感性下降。

壳聚糖降血脂后有良好的减肥作用,从而提高改善胰岛素受体的状况。

4)控制餐后高血糖:壳聚糖吸收胃内的水分呈凝胶状与胃内物混合,体积膨胀,扩容效应使胃的排空时间延长,餐后血糖峰值下降时限拖后。

4、强化肝脏机能作用1)保护肝细胞功能:适量的壳聚糖从阻碍脂类吸收,降低胆固醇含量开始,增强神经体液调节,保持肝细胞具有旺盛的分泌功能,强化代谢和排泄能力。

2)增强生物转换功能:壳聚糖在体内形成带正电荷的阳离子基团,良好的吸附性和螯合作用,保证了肝脏的生物转换功能。

3)预防脂肪肝:壳聚糖在人体内能聚集在带负电荷的油滴周围,形成屏障而防止细胞、组织对脂肪的吸收,从而有效地强化了肝脏机能,防止了脂肪肝的发生。

壳聚糖保鲜食品的机理及其应用的研究


Mechanism and the Application of Chitosan Preserving Food
LIU Zheng-hao,WU Guang-chen,WANG Ting-xin (The Supervision College of Quality and Technology, Hebei University, Baoding 071000, China)
A b s t r a c t: The mechanism of chitosan preserving food is discussed on three aspects mainly in this paper: the effect of functional groups in chitosan macromolecule, the effect of membrane and the effect of the change of enzyme on food. The application of chitosan preserving several kinds of food is introduced respectively. K e y w o r d s: chitosan;preservation; mechanism 中图分类号:TS206.1 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2005)08-0533-05
※专题论述
甲壳素糖基上的乙酰基若用强碱水解或酶解脱去一 部分或 9 0 % 以上,则所形成的多糖称为壳聚糖,也叫 脱乙酰甲壳素(chitosan)。其结构式如图所示。
CH2OOH
OH HO
[ NH2
O
OH
O
O
NH2

什么是壳聚糖壳聚糖主要功效和作用机理

什么是壳聚糖壳聚糖主要功效和作用机理壳聚糖是一种具有多种生物活性的聚合物,它由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键链接而成。

壳聚糖可分为两个主要类型:壳聚糖和壳寡糖。

壳聚糖分子较大,分子量较高,壳寡糖则较小,分子量较低。

壳聚糖主要存在于甲壳动物(如虾、蟹、龙虾等)的外骨骼、貉腹、蚕茧、蘑菇等生物体中。

它具有多种生物功能,包括抗菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫增强和生物黏附等。

壳聚糖还具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此被广泛应用于医药、食品、化妆品及其他领域。

壳聚糖的主要功效包括以下几个方面:1.抗菌作用:壳聚糖具有广谱的抗菌活性,能够抑制多种细菌、真菌和病毒的生长。

其抗菌机理主要有两种:一是通过改变细胞膜结构,影响物质的渗透和转运;二是通过释放出的阳离子与细菌细胞的负离子结合,破坏细菌的结构和功能。

2.抗氧化作用:壳聚糖具有良好的抗氧化活性,可以清除自由基,减少氧自由基对细胞和组织的损伤,起到抗衰老和抗病变作用。

3.抗肿瘤作用:壳聚糖对多种肿瘤细胞具有抑制作用,可以通过抑制肿瘤细胞的增殖、促进肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞侵袭和转移等方式起到抗肿瘤作用。

4.免疫增强作用:壳聚糖能够增强机体的免疫功能,包括增强巨噬细胞的吞噬活性、促进T淋巴细胞的增殖和活化等,从而提高机体对病原体的抵抗能力。

5.保健作用:壳聚糖还具有一定的保健作用,可以调节血糖和血脂水平,改善肝脏功能,促进钙吸收和骨骼健康,调节肠道菌群平衡等。

壳聚糖的作用机理是多方面的,主要包括以下几个方面:1.细胞外反应:壳聚糖可以与细胞外基质结合,形成一种保护屏障,阻止病原体侵入机体。

同时,它还可以与胞外酶结合,抑制其活性,减少组织炎症和损伤。

2.细胞内反应:壳聚糖可以通过与细胞膜融合,改变膜的性质和功能,影响物质的传递和通道的打开。

此外,壳聚糖还可以与细胞内的一些关键蛋白相互作用,调控细胞的生理过程,如调节细胞凋亡、增殖和分化等。

3.免疫系统调节:壳聚糖可以通过与免疫细胞相互作用,提高免疫细胞的活性和功能,促进免疫细胞的分化和增殖,增强机体的免疫反应。

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