殼聚糖類表面活性劑的研究及其發(fā)展趨勢(shì)

【摘要】介紹殼聚糖類表面活性劑的表面活性，研究及其發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】殼聚糖；表面活性劑；研究及發(fā)展

殼聚糖是一種陽(yáng)離子型聚電解質(zhì)天然多糖，殼聚糖表面活性劑無(wú)毒、無(wú)公害，易于降解，不污染環(huán)境，同時(shí)具有良好的物理、化學(xué)性能。殼聚糖主要存在于甲殼素中。而甲殼素廣泛存在于蝦、蟹和昆蟲的外殼中。殼聚糖又稱殼多糖、可溶性甲殼質(zhì)，是甲殼素脫去乙?；漠a(chǎn)物。

1、殼聚糖的表面活性

雖然殼聚糖自身沒有很大的疏水基團(tuán)，但在一定的pH值范圍內(nèi)，氨基質(zhì)子化程度降低，從而殼聚糖分子鏈就表現(xiàn)出了疏水性?？赏ㄟ^(guò)?；?、羥基化、氰化、醚化、烷基化、酯化、酰亞胺化、成鹽、螯合、水解、鹵化、接枝與交聯(lián)等反應(yīng)，可制備殼聚糖類衍生物[1、2]。隋衛(wèi)平等[3]將殼聚糖進(jìn)行親水和疏水改性，合成了（2-羥基-3丁氧基）-丙基羥丙基殼聚糖。結(jié)果表明，殼聚糖本身沒有活性，但疏水改性后有具有明顯的表面活性。

2、殼聚糖類表面活性劑的研究

殼聚糖的研究與開發(fā)已經(jīng)涉及到很多領(lǐng)域殼。殼聚糖分子中存在羥基和氨基，可以通過(guò)對(duì)羥基和氨基進(jìn)行化學(xué)改性，從而來(lái)改善其溶解性能[4]。范金石[5]通過(guò)殼聚糖降解水溶性——?dú)さ途厶菫樵?，分別與烷基縮水甘油醚、脂肪酰氯和環(huán)氧丙基長(zhǎng)鏈烷基二甲基氯化銨反應(yīng)得到了三個(gè)不同系列的新型殼低聚糖衍生物，而且涵蓋了所有的表面活性劑——非離子型、陰離子型、陽(yáng)離子型三類，再對(duì)合成的低聚糖表面活性劑的溶解性、表面活性、乳化性能、起泡性能、增溶性能等物理化學(xué)性能進(jìn)行了深刻的研究。

3、殼聚糖類表面活性劑的發(fā)展趨勢(shì)

殼聚糖類表面活性劑屬于糖類表面活性劑，表現(xiàn)出良好的表面活性。該類表面活性劑無(wú)毒，無(wú)公害，有良好的pH穩(wěn)定性能、抗氧化性能，因此可完全其應(yīng)用于化妝品配方和食品中。用于發(fā)用制品能保持頭發(fā)的光澤、柔軟、易梳理和抗靜電；用于化妝品中，能使皮膚具有良好的調(diào)理性能；因此可將其用于保濕潤(rùn)膚液、香波、浴乳、洗面奶等洗滌化妝品中。此外殼聚糖表面活性劑是純天然的表面活性劑，具有良好的表面活性、乳化性、吸濕保濕性、增溶性、抗菌性等性質(zhì)，可以在洗滌、醫(yī)藥、食品、化妝品、紡織印染、石油、環(huán)保等多種領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

1）在食品上的研究進(jìn)展

1.1殼聚糖可作為食品添加劑使用。由于殼聚糖本身無(wú)毒無(wú)害的優(yōu)利特點(diǎn)，使殼聚糖可以作為食品添加的首選材料。在牛奶中加入適量的殼聚糖可以促性腸道桿菌的發(fā)育，從而間接促進(jìn)乳糖酶的生長(zhǎng)，因此更好的被人體吸收；此外食品中加入殼聚糖還可以暢通排毒效果[6]。

1.2殼聚糖在肉制品保鮮上的應(yīng)用。在研究殼聚糖對(duì)肉類保鮮的研究時(shí)，最終發(fā)現(xiàn)一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍和不同濃度的殼聚糖都有效對(duì)豬肉進(jìn)行保鮮，最后達(dá)到肉類保鮮的效果[7、8]。

2）在生物工程方面的研究進(jìn)展

Liu[9]等利用殼聚糖修飾電極測(cè)定神經(jīng)傳遞素代謝物3，4一羥基苯乙酸，這種方法的特點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快，靈敏度高。Nishimura等研究對(duì)甲殼素衍生物的研究發(fā)現(xiàn)該衍生物可增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)殼聚糖硫酸酯還具有具有抗凝活性[10]。

3）在紡織工業(yè)的研究進(jìn)展

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)抗菌織物認(rèn)識(shí)的提高，抗菌織物越來(lái)越受歡迎。因?yàn)闅ぞ厶蔷哂猩锝到庑院蜕锛嫒菪?，是非溶出型抗菌劑。因此在紡織工業(yè)發(fā)展前景很大。殼聚糖可作為織物的整理劑、上漿劑、印染助劑等使用，具有柔軟性、耐燃、防靜電、防霉等特點(diǎn)[11]。

4）在工業(yè)上的研究進(jìn)展

由于我國(guó)具有豐富的甲殼素資源，有巨大的甲殼素、因此殼聚糖產(chǎn)品越來(lái)越受關(guān)注。而在有機(jī)硅中摻雜這殼聚糖的表面活性劑具有很好的催化性能。由于此種表面活性劑表面張力低，乳化作用大，潤(rùn)濕性好，增溶性能好，而且起到很好的起泡、穩(wěn)泡和抑泡作用，現(xiàn)在已廣泛于紡織、化妝品、涂料、農(nóng)業(yè)化學(xué)品、醫(yī)藥、機(jī)械加工等行業(yè)。

5）在農(nóng)業(yè)方面的研究進(jìn)展

殼聚糖溶液可以減輕消除玉米的黑穗病，蔣挺大等[12]證實(shí)了：利用殼聚糖較強(qiáng)的抗菌能力，可將殼聚糖與蛋白混合來(lái)作為土壤的改良劑，這種改良劑易于可降解，可作為優(yōu)質(zhì)的肥料使用。有機(jī)硅殼聚糖表面活性劑對(duì)于農(nóng)藥技術(shù)帶來(lái)根本性變革。此類表面活性劑可促進(jìn)農(nóng)藥制劑附著、潤(rùn)濕、鋪展及滲透能力，對(duì)農(nóng)作物有關(guān)鍵作用。由于此類表面活性劑易于降解，因此減少農(nóng)藥的殘余量，節(jié)省水源[13、14]。

4、市場(chǎng)前景及發(fā)展前途

殼聚糖作為一種無(wú)毒無(wú)害，易降解的純天然生物有機(jī)資源。受到世界諸多國(guó)家科研工作者的廣泛關(guān)注。例如：在日本，殼聚糖類食品作為唯一一種功能型保健食品；而歐洲及美國(guó)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)界則把殼聚糖稱作六大要素（蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、無(wú)機(jī)鹽和殼聚糖）之一，并且大量研制以殼聚糖為主要原料的保健食品，現(xiàn)以投放到市場(chǎng)中。

而我國(guó)擁有豐富甲殼素資源，發(fā)展殼聚糖產(chǎn)業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)年來(lái)，隨著各國(guó)對(duì)殼聚糖的認(rèn)識(shí)不斷提高。研究不斷深化，殼聚糖已應(yīng)用于許多領(lǐng)域中，其中化妝品、食品工業(yè)等行業(yè)對(duì)殼聚糖的需求日益加快；殼聚糖在醫(yī)藥、化工、造紙、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、輕紡等領(lǐng)域中正在得到廣泛的應(yīng)用。

小結(jié)

隨著人們生活水平的提高，表面活性劑已成為人們生活中不可或缺的日用品，而表面活性劑的種類也日益變得越來(lái)越多。表面活性劑的改性也成為所有研究人員研究方向。而殼聚糖表面活性劑是新型的，綠色的表面活性劑。具有性能優(yōu)良、易生物降解、高效、安全等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐君義.21世紀(jì)是甲殼素世紀(jì)嗎？[A].中國(guó)甲殼資源研究開發(fā)應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].青島：海洋大學(xué)出版社，1997.11-13.

[2]夏文水，陳潔.甲殼素和殼聚糖的化學(xué)改性及其應(yīng)用[J].無(wú)錫輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，13（2）：162-164.

[3]隋衛(wèi)平，楊秀利，楊倩.應(yīng)用化學(xué)，2002，19（9）：890—893.

[4]馬寧，汪琴，孫勝玲等.甲殼素和殼聚糖化學(xué)改性研究進(jìn)展[J]化學(xué)進(jìn)展，2004，16（4）·643---653.

[5]范金石.甲殼低聚糖類表面活性劑的制備及其性能研究[D].青島海洋大學(xué)博士學(xué)位論文，2002.

[6]林偉忠.甲殼素/殼聚糖及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品科學(xué)，1996，（12）：11-15.

[7]趙希榮，夏文水.殼聚糖的抗菌防腐活性及其在食品保藏中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā)，2006，27（2）：157—160.

[8]段靜蕓，徐幸蓮，周光宏.殼聚糖在冷卻鮮豬肉保鮮中的應(yīng)用研究[J].食品工業(yè)科技，2001，22（9）：26—28.

[9]ihua Liu ，Itaru Honm a ，H aoshen Zhou.A m perometric biosensor

based on tytesinase —conjugated polysaechride hybrid film ：Selective

determination of nanomol～neurotransm it ters me tabolite of 3，4 一 di—hydro xyphenyl acetic acid （DOPAC ） in biological fluid [J].Biosen—sors and B ioelectronics，2005，21（5） ：809—816 .

[10]Muzzarerelli RAA.Chitin and its derivatives newt reads of applied research [J].Carbohydrate Polymers.1983，3：53-57.

[11]錢國(guó)強(qiáng)，周菊巖，馬建標(biāo)等.殼聚糖微球固定化L-天門冬酰胺酶研究[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)，1996，17（7）：1147.

[12]蔣挺大.甲殼素[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[13]楊學(xué)茹，黃艷琴，謝慶蘭.農(nóng)藥助劑用有機(jī)硅表面活性劑[J].有機(jī)硅材料，2002，16（2）：25—29.

[14]張字，張利萍，鄭成.農(nóng)藥助劑用有機(jī)硅表面活性劑的特性及用途[J].材料研究與應(yīng)用，2008，12（2）：424—427.