殼聚糖特性及其應(yīng)用

孔佳琦 姚力芬

作者簡介：孔佳琦，女，本科，西北民族大學(xué)化工學(xué)院，專業(yè)：制藥工程。

姚力芬，女，本科，西北民族大學(xué)化工學(xué)院，專業(yè)：環(huán)境工程。

摘要：殼聚糖是自然界中儲量豐富天然高分子化合物，殼聚糖及其衍生物具有各種優(yōu)良的性質(zhì)，本文主要介紹了殼聚糖的特性以及其在不同方面的應(yīng)用情況，為殼聚糖的研究發(fā)展提供依據(jù)和思路。

關(guān)鍵詞：殼聚糖；特性；應(yīng)用

殼聚糖（chitosan）又稱脫乙酰甲殼素，是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)（chitin）經(jīng)過脫乙酰作用得到的，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。純甲殼素和純殼聚糖都是一種白色或灰白色透明的片狀或粉狀固體，無味、無臭、無毒性，純殼聚糖略帶珍珠光澤。在特定的條件下，殼聚糖能發(fā)生水解、烷基化、?；Ⅳ燃谆?、磺化、硝化、鹵化、氧化、還原、縮合和絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，可生成各種具有不同性能的殼聚糖衍生物，從而擴大了殼聚糖的應(yīng)用范圍。本文就殼聚糖的特性和應(yīng)用進行闡述，為其研究和發(fā)展提供依據(jù)和思路。

1.特性

1.1抗菌性。殼聚糖是唯一一種天然的弱堿性多糖在弱酸溶劑中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），這些氨基通過結(jié)合負電子來抑制細菌。殼聚糖的抗菌性會隨著其濃度的增加而增強。殼聚糖對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有較強的抑制作用。

1.2吸附性。殼聚糖具有很強的吸附功能，特別是對重金屬離子的吸附如對銅、汞、鉛等離子的吸收。殼聚糖的吸附活性可以有選擇地發(fā)揮作用。當然還可以吸附膽固醇、甘油三酯、膽酸、油脂[1]等。

1.3保濕性。殼聚糖衍生物分子中有許多活潑的親水極性基團如-OH、-COOH及-NH2，這些基團可以使其顯示出保濕性。對于羧基化殼聚糖，其羥基的含量遠大于其他衍生物，且羧基的親水性所以能夠結(jié)合更多的水分。因此羧基化殼聚糖的吸濕、保濕性也就明顯高于其他類型的殼聚糖衍生物。

1.4成膜性。殼聚糖是線性高分子聚合物，理化性能穩(wěn)定，可生物降解，粘合性好，成纖成膜性能優(yōu)良。吳國杰[2]等人研究了殼聚糖膜的制備方法和性能，探討了殼聚糖溶液成膜的最佳工藝條件。

1.5調(diào)節(jié)作用。殼聚糖可激活體內(nèi)具有免疫功能的淋巴細胞，使其能分辨正常細胞和癌細胞，并殺死癌細胞。還能調(diào)節(jié)體內(nèi)的pH值到弱堿性，提高胰島素的利用率，有利于防治糖尿病。此外，它還具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，使胰島素分泌正常，抑制血糖升高，降低血脂。

2.應(yīng)用

2.1水處理方面的應(yīng)用。殼聚糖具有吸附作用，改性后的殼聚糖具有更好的優(yōu)良特性，因此為了進一步拓展殼聚糖的應(yīng)用范圍，開發(fā)出一些有優(yōu)良性能的新型化合物，人們對殼聚糖進行了各種各樣的改性研究。殼聚糖樹脂[3]作為一種優(yōu)良的吸附材料，已被廣泛應(yīng)用于處理金屬離子廢水的研究。殼聚糖樹脂機械性能提高且具有更好的親和力和選擇性，除了殼聚糖樹脂還有磁性殼聚糖微球[4]和殼聚糖超濾膜[5]等被應(yīng)用在水處理方面。還有其他改性殼聚糖被應(yīng)用在造紙行業(yè)[6]。由此，殼聚糖在環(huán)保領(lǐng)域的節(jié)水處理方面有了巨大貢獻。

2.2化妝品方面應(yīng)用。殼聚糖具有良好的吸濕、保濕、護發(fā)、潤膚等功效，所以被廣泛用于化妝品行業(yè)。殼聚糖在酸性條件下可成為帶正電荷的聚電解質(zhì)用于香波、洗發(fā)精[7]等的配方中。殼聚糖能在毛發(fā)表面形成一層有潤滑作用的覆蓋膜來保護頭發(fā)。殼聚糖可以做面膜[8]來美白保濕抗菌治療痤瘡。在護膚用品[9]中被用作保濕劑、抗氧化劑、抑菌劑、促進皮膚再生、乳化穩(wěn)定劑等。

2.3在醫(yī)藥方面應(yīng)用。殼聚糖及其衍生物在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?？咕牧稀⒎罅蟍10]、組織構(gòu)架和緩釋載藥[11]體系都是其應(yīng)用形式。殼聚糖的促進血液凝固的作用被用作止血劑。敷料是因為殼聚糖的促進傷口愈合、吸收傷口滲出物、不易脫水收縮等作用。載藥體系中，殼聚糖被改造成水凝膠[12]、微囊、微球[13]、靶向制劑等形式。

2.4在食品方面應(yīng)用。已知殼聚糖具有良好的抗菌性和成膜性所以被廣泛用于食品方面。隨著低分子量的降低殼聚糖抗菌性增加。研究表明[14-15]，在果蔬上涂膜后，殼聚糖所形成的膜有一定的隔氧性和阻水汽性，同時還可調(diào)節(jié)果蔬生理代謝，因此對果蔬都有良好的保鮮作用。其還被用作保健食品添加劑、果汁的澄清劑等。殼聚糖具有提升免疫力、改善消化機能、降低膽固醇、調(diào)節(jié)人體酸堿平衡、吸附和排除體內(nèi)有害重金屬、減肥等多種保健功能所以殼聚糖也在保健食品中廣泛使用[16]。

3.展望

殼聚糖在自然界中的儲量僅次于數(shù)量最大的纖維素，來源廣泛且價格便宜。殼聚糖以其獨特的生理活性及良好的成膜性、保濕性、吸附性、抗菌性、等特性已經(jīng)廣泛應(yīng)用在環(huán)保、化妝品、醫(yī)藥、食品保健等領(lǐng)域。同時人們對殼聚糖的研究熱情經(jīng)久不衰，隨著研究的深入殼聚糖的應(yīng)用會更加廣泛其良好性能將更加突出。因此，殼聚糖具有非常廣闊的發(fā)展前景。（作者單位：西北民族大學(xué)化工學(xué)院）

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目（項目編號：201510742069）。

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