天然产物提取分离技术课程论文题目壳聚糖开发应用现状壳聚糖开发应用现状摘要壳聚糖(chitosan)是一种由甲壳素脱乙酰基后的产物。

壳聚糖及其衍生物具有优良的生理活性和功能保健作用。

在食品，医药方面显示出非常诱人的应用价值。

本文介绍它的特性，简单的化学法制作，并着重介绍壳聚糖在食品，药物制剂，生物技术以及其他方面的应用。

最后介绍了国内外壳聚糖的市场现状及发展前景。

关键词壳聚糖脱乙酰甲壳质药物制剂生物技术前言壳聚糖（Chitosan）又称脱乙酰甲壳质；可溶性甲壳质．是甲壳素脱去乙酰基后的产物。

壳聚糖具有许多特殊的性能，如良好的生物降解性、生物相容性、无毒，无污染等。

壳聚糖分子中的活性侧基为氨基。

可酸化成盐。

导入羧基官能团，取代合成侧链铵盐、混合醚、聚氧乙烯醚等等，制备具有水溶性、醇溶性、有机溶剂溶解性、表面活性以及纤维性等各种衍生物。

壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺[(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。

针对患者，壳聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究报告。

1、壳聚糖的特性壳聚糖是由大部分D-氨基葡萄糖和少量的N-乙酰-D-氨基葡萄糖组成，以β（1，4）糖苷健连接起来的直链多糖，化学名为（1，4）－2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，其结构类似于纤维素。

壳聚糖因其独特的分子结构，是天然多糖中推一大量存在的碱性氨基多糖，因而具有一系列特殊功能性质。

壳聚糖有αβγ三种构象，其分子键是以螺旋形式存在，α-型研究较多，因为这种构象的壳聚糖存在最多也最易制得。

β-型则关注的相对较少，然而这种构象的特征是具有很弱的分子间作用力，并且被确定在不同的调节反应中会显示出比a-型更高的反应能够活性和对溶剂的更高的亲和力。

在壳聚糖结构中存在四种类型的糖苷键，但由于C2-氨基或乙酰氢基的存在而使得糖苷键都较难水解。

壳聚糖分子中含有羟基，乙酰氢基和氨基，决定了壳聚糖可进行多功能基化学反应。

2、壳聚糖的制备方法这里介绍一下化学法生产工艺[1]2.1、主要原料主要原料有虾蟹壳、4 %~6 %的工业盐酸、10 %和40 %氢氧化钠溶液、高锰酸钾、亚硫酸氢钠(工业级)、去离子水、水。

2.2、生产工艺要点1)将剔除肉质的虾蟹壳加水煮沸抽提得到净甲壳;2)将净甲壳加入4 %~6 %盐酸浸泡除去钙盐等3)将除盐后的甲壳质加入质量百分比为10 %的氢氧化钠溶液煮沸,脱除蛋白质,得到粗品甲壳素。

4)将粗品甲壳素先用1 %高锰酸钾脱色漂白,再用2 %亚硫酸氢钠溶液还原,并洗净沥干,即得到不溶性甲壳素;5)将不溶性甲壳素加于脱乙酰基反应釜内,用40 %氢氧化钠溶液(质量百分比)在80~100℃下进行脱乙酰基反应。

反应终结后经洗净、脱水、烘干得可溶性壳聚糖产品。

2.3、工艺流程图3、壳聚糖在各方面的应用壳聚糖是迄今为止发现的自然界中唯一存在的阳离子型可食用纤维，在食品，医药，环保等方面都有广泛且重要的应用价值。

3.1、在食品工业中的应用1）液体澄清剂壳聚糖发挥其絮凝作用,可作为许多液体产品或半成品的除杂剂.例如,壳聚糖的絮凝作用在糖汁澄清中取得了极好的效果.依东佑四指出用单宁酸与壳聚糖并用来处理糖蜜,能有效地澄清糖蜜,即使糖蜜的固形物含量高达50%~60%,胶体杂质也能迅速凝集沉降.另外,在酒类、果汁除浊方面也取得了良好的效果。

[2] 2）食品添加剂国内外大量研究表明,甲壳素和壳聚糖是无毒的.美国食品与医药卫生管理局(FDA)已批准其作为食品添加剂.利用壳聚糖与酸性多糖反应,可生成壳聚糖的酸性多糖络盐,这种络盐可作为组织填充剂使用,从而可以制成人造肉,且有保健功能.利用壳聚糖制备的氨基葡萄糖及其盐可作为调味品使用.[3]3.2在医用材料和药物制剂方面的应用[4]壳聚糖可用来制造人工皮，例如将三种生物材料壳聚糖、角阮和胶原混合，形成一种水不溶性但可溶胀的物质，然后制膜，用于创伤包扎。

和纤维素一样，壳聚糖也可以纺丝，进一步制成无纺布。

壳聚糖无纺布质地柔软，用于创烧伤包扎时，不产生排异性，也不粘连伤口，而且有止血作用。

目前国内已经制备出壳聚糖无纺布，并进行了安全性试验，不久可供临床使用。

随着生化、医学的极大发展,壳聚糖作为一类新兴的生物医学材料,在医药、医疗方面得到了大量的应用.李金鸣等[5]1998年报道了壳聚糖具有抗心律失常的作用.国内外各种试验都已证明壳聚糖有降脂、降胆固醇的作用[6]Nishimura等研究发现,甲壳素衍生物可增强动物免疫监控系统.人们还发现,壳聚糖或甲壳素的硫酸酯具有抗凝活性[7].屠美等人[8]将肝素键合到壳聚糖上,制成抗凝血活性的复合膜,效果很好.3.3在生物技术方面的应用[4]固定化酶较游离酶的突出优点是可重复使用且易从被作用物中分离出来，大多数聚合物中的残存单体易使酶失活。

壳聚糖不存在残存单体，故它作为酶载体较其它聚合物具有更大的优越性。

Ghosh[9]等将脉酶固定在壳聚糖载体上，所得的固定化脉酶在热稳定性、使用重复性、贮存稳定性方面性能较好。

因此，这种壳聚糖固定化脉酶可望在医学检测等方面应用。

壳聚糖也可用于冷冻保存细胞的担体[10]。

其方法是将含有亲水树脂和壳聚糖的混合物分散在无纺布上，再将动物细胞粘附在这种担体上，冷冻保存，结果使保存后的细胞存活率高，操作简便，且解冻后这种无纺布可反复使用。

辟出更新、更广阔的应用市场。

3.4壳聚糖在环保中的应用壳聚糖对许多物质具有螯合吸附作用，其分子中的氨基和与氨基相临的羟基与许多金属离子(如Hg2+、Ni2+、Cu2+、pb2+、CA2+、Ag+等)能形成稳定的螯合物，用于治理重金属废水、净化自来水及在湿法冶金中分离金属离子等。

日本是最早利用壳聚糖治理废水的国家，每年用量达500；美国环保局也已批准将壳聚糖用于饮用水的纯化。

此外，壳聚糖能通过络合及离子交换的作用，对染料、蛋白质、氨基酸、核酸、酶、卤素等进行吸附，用于染料废水、印染废水、食品工业废水的处理，从而净化环境，保护人类健康。

3.5．壳聚糖在其它领域的应用甲壳低聚糖（特别是四，五，六糖），对多种水果，蔬菜，粮食等作物在抗病虫害和促生长方面有显著作用，这将在农业生产上得到大力推广应用。

壳聚糖作为壁材应用于微胶囊技术，以壳聚糖为载体的亲和吸附剂的合成等都具有较大的应用潜力和开发前景。

由于壳聚糖良好的吸湿性和持水性，在化妆品工业中用它作为保湿因子效果相当好，日本已经有这类化妆品上市。

4、国内外壳聚糖的市场现状及发展前景甲壳素，壳聚糖是自然界储量仅次于维生素的再生资源。

随着甲壳素研究的深入以及在化学．生物学，医学等方面的发展，壳聚糖许多优越的生物活性和功能性性质将不断被发现，其应用领域将逐渐开发。

4.l世界壳聚糖的市场概况在日本完聚糖类保健品是该国政府特许的唯一准许宣传疗效的功能型保健食品：欧洲及美国的营养学界称壳聚糖为六大要素之一。

并投入大量人力，物力，财力研制开发生产以壳聚糖为主要原料的第四代保健食品。

部分产品投放市场后，受到广大消费者的欢迎。

壳聚糖在国际市场上供不应求，壳聚糖多年来在国际市场上都一直保持旺市畅销的局面。

故此，促使销售价格不断上涨。

如1990年，每吨工业级壳聚糖的售价仅为1万美元左右，到1999年则猛升为5万美元。

其中食品级，药用级壳级精的价格则分别达每吨12万美元和200万美元。

仅美国，日本每年壳聚糖的消费量就分别高达400吨和2000吨。

一半以上需要进口，满足国内市场。

4.2．我国壳聚糖的市场现状及发展前景从事壳聚糖研发的科技人员的队伍不够壮大，壳聚糖研究在我国应该说是比较新兴的方向,目前从事相关研究的人才甚是紧缺.为了拓宽应用渠道,就必须加强应用基础研究.除需更多的科技工作者加入外,国家和有关部门也应在资金上予以必要的资助.但我国具有丰富的壳聚糖生产原料甲壳素原料来源，发展壳聚糖产业具有得天独厚的优势条件，市场潜力大，前景看好。

壳聚糖是一种可被生物体降解而对人体无毒的物质，不仅在食品领域有广泛的应用，在饲料行业、医药行业、以及环境保护等许多领域都有广泛的应用。

随着国内外对壳聚糖的研究与发展，特别是应用研究和应用领域的逐步深入，可以看出其发展前景的广阔。

虽然我国的壳聚糖资源丰富，但在研究以及应用领域与国外相比还有很多的不足，没有形成一定的生产规模。

因此，我们应积极开展壳聚糖的应用研究与研究成果的推广，充分利用资源，合理的开发与利用5、结语我国海域辽阔、湖泊众多,蟹、虾资源非常丰富,所以壳聚糖是取之不尽的.我们要从经济效益、环境效益、生态效益等多方面综合考虑,大力开发壳聚糖及其相关产品.相信随着科研手段的日益进展,壳聚糖也必将会在越来越广的领域得到充分的应用.参考文献[1] 孙勇,李素兰 . 壳聚糖开发与应用研究进展应用科技2009年9月第27卷第9期[2]林伟忠.甲壳素/壳聚糖及其在食品工业中的应用〔J〕.食品科学,1996,(12):11-15.[3] 康贻军. 壳聚糖的研究与开发进展内蒙古民族大学学报(自然科学版) 2004年6月第19卷第3期[4] 高怀生. 壳聚糖及其在药物制剂和生物技术的应用国外医学药学分册1996年1月第23卷第5期[5]李金鸣,张沈丽,肖庆恒,等.壳聚糖对豚鼠单一心室肌细胞延迟外向钾电流的作用〔J〕.中国海洋生物,1998,(4):4.[6]胡金凤,耿美玉,陈昆,等.甲壳质衍生物916对家兔实验性动脉粥样硬化的预防作用〔J〕.中国海洋药物,2000,(3):18.[7]Muzzarerelli R A A.Chitin and its derivatives:new treads of applied reseach 〔J〕.Carbohydrate Polymers.1983,3:53-57.[8]屠美,崔莹,周长忍,邹翰.肝素化壳聚糖季铵盐/壳聚糖复合膜抗凝血性能的研究〔J〕.功能高分子学报,1997,10(3):328[9]Ghosh M.TyaglR，GuptaMN.Preparation of trypsin free chymotrypsin.Biotechnol Tech. 1995;9(2):149~152[10]本村文纪，满田伸二郎，松田羲章.动物细胞谏结保存方法及梦谏结保存担体.公阴特静公报，日本特阴平6一209767，1994一08一02。