纤维素_壳聚糖复合材料应用研究进展_匡冰
壳聚糖及其衍生物的研究进展
Research Progress of Chitosan and its Derivatives in the Fields of Medicine,Agriculture and
Nanomaterials
作者： 李靖雅[1];钟志梅[1]
作者机构： [1]内蒙古农业大学理学院,内蒙古呼和浩特010018
出版物刊名： 化工管理
页码： 125-128页
年卷期： 2020年 第28期
主题词： 壳聚糖;衍生物;进展
摘要：壳聚糖作为一类具有良好生物相容性、可降解性等优点的天然聚氨基葡萄糖,在众多
领域都有广泛的应用空间。
文章阐述了壳聚糖在医学领域,例如组织工程学、基因工程方向的研
究方向;农业领域,壳聚糖在防治作物虫害、吸附水土中重金属离子等热点问题的应用实例;以及在纳米材料领域有关新型复合材料、新型生物传感器的研究进展,总结了近年来壳聚糖及其衍生物
的研究成果,展望了其未来的研究方向。
壳聚糖及其水产应用研究进展
将壳聚糖用 于废水 的处 理 ， 同年 在 美 国波士 顿召 开 了第
一
Ｄ一氨基 葡萄糖单 体通过 １—１４糖 苷键 连接 起来 的直 ３ ， 壳 聚糖 是迄今 为止 自然界 中发现 的唯 一存在 的 阳离
链 高分子化合物 。 子碱性 多糖 ， 其分子 中的胺 基和 羟基很 活泼 ， 予其许 多 赋
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２０ ０６年第 ２ ６卷第 ５期
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利 渔 业
（ 总第 １７期 ） ４
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壳 聚 糖 及 其 水 产 应 用 研 究 进 展
韩 杰’孟 ， 军’于 ， 志
２６ ７ ） ６ ０ １ （ 。洛阳师范学院生命 科学系， 河南洛 阳 ４ １２ ； 岛海洋 大学， ７ ０ ２ 青 山东青 岛
本高等 。
１ 壳聚糖 的研 究历 程及 意义
１ １ 年法 国科学 家 Ｈ Ｂａｏｎｔ ８１ ． ｒｃｎ ｏ 在蘑 菇 中发现 一种 类似纤维素的物质 ， 而后 Ａ． ｄｅ 在虾 、 Ｏｉ ｒ 蟹壳 及 昆虫 外壳 中也得到了同样 的物质 ， 之为 甲壳 素。１５ 称 ８９年法 国学 者 Ｃ Ｒ ｕ ｅ 将 甲壳素用浓 碱加热 处理 ， 到一种脱 乙酰 ． ｏｇｒ 得 基 甲壳素 ，８４年 德 国科 学 家 Ｈ ｐ ｅｅｌｒ 将脱 乙酰基 １９ ｏｐ ｓｙ 等 ｅ
生 物 。
中。地球上每年生 物合成 的 甲壳素 约有 １０亿 ｔ是仅 次 ０ ， 于纤维素的第二 大生 物资源 。壳 聚糖 的制备方 法主要是 从虾蟹壳中提取 ， 虾蟹壳 的主要成分 是碳 酸钙 、 白质 和 蛋
甲壳素（ ０ ２ ％左 右 ）此种生 产壳聚糖 简要流程 如下 ： ， 虾或
壳聚糖的改性及其应用进展
壳聚糖的改性及其应用进展艾林芳;王光辉【摘要】Structure of chitosan was introduced. Some main modification methods for preparing of chitosan derivatives, including etherification, oxidation, acylation, crosslinking, alkylation, graft copolymerization, quaterization and recombination with other materials et al were focused. Applications of chitosan and its derivatives in water treatment, medication, food processing and other fields were summarized.%介绍了壳聚糖的结构；重点论述了壳聚糖的一些主要的改性方法,包括醚化、氧化、酰化、交联、烷基化、接枝共聚、季铵化及和其他材料复合等方法；并综述了壳聚糖及其衍生物在水处理、医药、食品加工及其他领域的应用现状.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2011(041)004【总页数】5页(P289-293)【关键词】壳聚糖;衍生物;化学改性;应用【作者】艾林芳;王光辉【作者单位】东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000;东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000【正文语种】中文【中图分类】TQ658壳聚糖一般是指脱乙酰度超过50%的甲壳素，又称作几丁糖、几丁聚糖和壳多糖，为白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，是自然界中唯一含游离氨基碱性基的阳离子多糖，属氨基多糖类。
壳聚糖的相对分子质量因原料不同和制备方法不同从数十万到数百万不等，其脱乙酰度越高，相对稳定性越低，但机械强度增大，生物相容性增加，吸附作用增强［1］。
改性壳聚糖的研究进展
改性壳聚糖的研究进展1壳聚糖的理化性质壳聚糖(chitosan，(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物。
甲壳素广泛存在于蟹、虾以及藻类、真菌等低等动植物中，含量极其丰富，自然界每年产量约在100亿吨，是仅次于纤维素的第二大多糖。
它是由葡萄糖结构单元组成的直链多糖，此多糖中含有数千个乙酰己糖胺残基，因此在分子间形成很强的氢键，导致其不溶于水和普通有机溶剂，这就大大限制了其应用范围。
将甲壳素在碱性条件下加热，脱去N-乙酰基后可生成壳聚糖。
人们常将N-脱乙酰度和粘度(平均相对分子质量)作为衡量壳聚糖性能的两项指标。
N-脱乙酰度是判定壳聚糖溶解性的依据，脱乙酰度越高，分子链上的游离氨基就越多，在酸中的溶解性就越好；而壳聚糖相对分子质量越大，分子之间的缠绕程度就越大，溶解度就越小。
壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖，它一般是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。
壳聚糖可溶于大多数稀酸，如盐酸、醋酸、苯甲酸溶液，且溶于酸后分子中氨基可与质子结合，使自身带上正电荷。
甲壳素及壳聚糖的结构式如图1所示：图1壳寡糖与壳聚糖的结构式甲壳素和壳聚糖在自然界可以被各种微生物降解。
微生物中的甲壳素酶(chitinase)可以随机地水解甲壳素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷键。
而壳聚糖可以被多种酶水解，包括壳聚糖酶(chitosanase)、麦芽糖酶、脂肪酶、以及各种来源的蛋白酶。
在人体内甲壳素酶和壳聚糖酶并非普遍存在，通过测定显示N-乙酰壳聚糖在人血清中可以被人体内普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。
壳聚糖的主链结构中引入了2-氨基，化学性质区别于3,6-羟基，与甲壳素相比增加了反应选择性的功能基团。
由于C6-OH是一级羟基，C3-OH是二级羟基，空间位阻不同反应活性也不同，再加上C2-NH2，壳聚糖就具有三个活性不同的可供修饰的基团。
壳聚糖-金属复合材料吸附磷酸根的研究进展
根据材料制备过程对金属负载方式的不同将其 分为三类:浸渍法、匀相法、包埋法。 浸渍法是将壳聚 糖材料浸渍在金属盐溶液中,利用壳聚糖分子中的— NH3 和—OH 表 面 配 位 吸 附 完 成 金 属 的 负 载。 匀 相 法主要将壳聚糖溶解于金属盐溶液形成均匀溶胶后 通过滴定或沉淀等方式制备金属负载吸附剂。 包埋 法是将制备好的金属活性组分和壳聚糖胶体通过机 械搅拌方式混合均匀进行金属的负载。 Zavareh[21] 等 人利用包埋法制备了 CS / Fe3 O4 颗粒,浸渍法将铜离 子负 载 到 CS / Fe3 O4 颗 粒 制 备 了 Cu-CS / Fe3 O4 , 结 果 CS / Fe3 O4 和 Cu-CS / Fe3 O4 的比表面积均高于纯壳聚 糖( 纯 壳 聚 糖、 CS / Fe3 O4 和 Cu-CS / Fe3 O4 的 BET 表 面积分别为 6. 1,47,34 m2 / g) ,即通过包埋磁性纳米 颗粒到壳聚糖基质中大大提高了壳聚糖微球的孔隙 率,但用 Cu2+ 溶液浸渍法处理 CS / Fe3 O4 后的 Cu-CSFe3 O4 其表面积略有减小,即浸渍法吸附 Cu2+ 后降低 了吸附剂 的 孔 隙 率。 Liu[22] 等 人 通 过 匀 相 法 制 备 了 锆离子改性壳聚糖的复合吸附剂 ( ZCB) 并将其用于 水中磷酸盐的 吸 附,实 验 证 明 ZCB 吸 附 剂 最 大 吸 附 量为 60. 6 mg / g,是一种高效、可重复使用的除磷剂。
壳聚糖与纤维素的结合及其抗菌性能的研究
由 电镜 照 片可见 ， 然棉 纤 维 与 整 理后 的棉纤 维 天 有着 显著 差异 。 天然 棉纤 维经 壳 聚糖整 理前 ， 表面 非常
粗 糙 ， 很 多 天 然 细 小 沟 纹 。 经 壳 聚 糖 整 理 后 ， 合 了 有 结
壳聚糖 的棉 纤维 表面 的部 分 地 区变得 比较 平整 光滑 均 （ＴＪ ） 壳 聚糖 与棉 织 物 的物 理吸 附 和 化学 交 联 情 匀 。 由此 可见 ， Ｆ ／对 ￣ 棉织 物 经壳 聚糖 整 理后 ， 其表 面确 实有 壳 聚糖存 在 。
用 Ｘ Ｓ和傅里 叶红外变换光谱技术对壳 聚糖 在织物上 的吸ｌ 状志进行了分析 Ｐ 驸
瓿 词 ： 抗 镦 生物 整 理 壳聚糖 棉 织 物
中 固分 类 号 ： Ｔ １ ５ ５ Ｓ９ ８
壳 聚糖 （ ｈｔｓ ｎ 由 甲壳 素 （ ｈｔ ） 乙酰基 制 Ｃ ｉ ａ／ ｏ Ｃ ｉｎ 脱 ｉ 得。 由于其资 源丰 富 、 无毒 、 污染 ， 无 并具 有 良好 的生 物 相 容 性 和生 物 可 降 解 性 ， 因此 开 发 应 用 研 究 进 展 很 快 早在 ｌ ７ ｊ ９ ９年 ， ｌｎ等 就 提 出壳 聚糖具有 广谱 Ａｌ ａ 抗 菌性 ， 后有 许 多学 者对 壳 聚糖 的抗 菌性 能 进行 了 此
性 的影 响 ， 采用 ＸＰ 并 Ｓ和傅 里 叶红 外变 换光 谱技术 对
壳 聚 糖 在 织 物 上 的 吸 附 状 态 进 行 了分 析 。
ｌ 买 验
１ １ 主 要 实 验 材 料 ．
２ 实验 结果 与讨 论
２ １ 壳 聚 糖 在 棉 织 物 上 的 涂 覆 ．
纯棉 漂 白布 （ 州 印 染厂 ／壳 聚糖 （ 杭 、 自制 ， 黄 色 淡
壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展
壳聚糖的抑菌机理及抑菌特性研究进展吴小勇 曾庆孝 阮征 张立彦(华南理工大学轻工与食品学院,广州510640) 摘 要:本文介绍了壳聚糖的抑菌作用及其在食品防腐保鲜方面的应用,还对壳聚糖的抑菌机理及其影响因素进行了较为全面的讨论。
关键词:甲壳素,壳聚糖,抑菌,防腐保鲜Progress in the Study of Antimicrobial Activities of ChitosanXiaoyong Wu,Q ingxiao Z eng,Zhen Ruan,Liyan Zhang(College of Light Industry&Food Science,South China Univ.of Tech.,Guangzhou510640)Abstract:The antimicrobial activities of chitosan and its a pplication in food preservation were introduced in this article. Moreover,the antimicrobial mechanisms and the effect factors of chitosan were com pletely discussed.K ey w ords:Chitin,Chitosan,Antimicrobial activities,Preservation0 简介甲壳素是可以再生的生物大分子物质,在自然界中广泛存在,是自然界中存在的数量仅次于纤维素的第二大有机物,估计每年的生物合成量达100亿吨[1]。
甲壳素的脱乙酰产物%%壳聚糖,由于存在自由氨基,其溶解性和化学反应活性大大改善,表现出比甲壳素更广泛的应用前景。
壳聚糖在食品工业的应用主要有:食品防腐保鲜、酒类除浊和果汁的澄清、功能性食品添加剂、水净化等。
Fereidoon Shahidi 等综述了甲壳素和壳聚糖在这方面的应用[2],宋清华等也有类似的介绍[3]。
壳聚糖复合涂膜在果蔬保鲜中的应用研究进展
壳聚糖复合涂膜在果蔬保鲜中的应用研究进展张洪;王明力;毛玉涛【摘要】Chitosan is safe and non-toxic to people, which has the advantages of biodegradability and strong antimicrobial activity as a natural food preservative. In recent years, the technology of chitosan coating has become a research focus on storage of fruits and vegetables. In this paper, the studies on application of chitosan in fresh-keeping of fruits and vegetables at home and abroad were reviewed. Moreover, the existing problems and development trends were proposed.%天然食品防腐剂壳聚糖具有易于生物降解、抗菌性强、安全无毒等优点.近年来,壳聚糖复合涂膜保鲜技术已成为保鲜领域的研究热点.笔者从壳聚糖与其他天然防腐剂的复合及改性壳聚糖在果蔬保鲜中的应用等方面,对国内外有关壳聚糖复合物保鲜应用的研究进行了综述,提出了现阶段壳聚糖复合物保鲜技术研究与应用中存在的问题及其今后的研究发展方向.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2011(039)010【总页数】4页(P149-152)【关键词】壳聚糖;复合膜;果蔬;保鲜;应用【作者】张洪;王明力;毛玉涛【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】S609.3壳聚糖是一种无毒无害可食用的天然物质，易于生物降解，有良好的生物相容性、成膜性和很强的抗菌保鲜防腐能力[1]，用于食品保鲜不存在安全隐患，故而在果蔬保鲜中得到广泛应用。