甲壳素壳聚糖的提取及其应用研究新进展

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1、2(X)8年第2期《福建师范大学福清分校学报》总第85期JOURNALOFFUQINGBRANCHOFFU刀人NNORMALUNI泥RSrfYSumNo.85甲壳素/壳聚糖的提取及其应用研究新进展张文博’，陈盛2(1.福建师范大学化学与材料学院，福建福州350tx)7;2.福建师范大学福清分校，福建福清350300)摘要:甲壳素/壳聚糖是一种环境友好型的可再生天然高分子材料，在能源日益紧缺和环境污染日益严重的现代社会，对应用可再生材料及环保材料的要求日益提高。因此，甲壳紊/壳聚糖越来越多地被国内外研究者所重视，对它的研究也日益深入，现在，甲壳索/壳聚糖的应用

2、领城已搜盖环保、食品、生物医用材料、生物农药等诸多方面。本文主要介绍了甲壳素/壳聚糖的提取和应用的最新研究进展。关键词:甲壳紊;壳聚糖;脱乙统化;生物医用材料中图分类号:TQ314文献标识码:A文章编号:1008一3421(2008)02司018刁8甲壳素是2一乙酞氨基葡萄糖直链多聚体，它的来源极为广泛，主要存在于甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内。每年地球上的自然生成量就达数十亿吨，因此它是地球上已知的除了蛋白质外的含氮天然有机化合物中数量最大的，同时又是仅次于纤维素是地球上第二大可再生资源。壳聚糖是甲壳素的N一脱乙酞基的产物，其化

3、学名称是p代1，4)一2一氨基一2一脱氧一D一葡聚糖。甲壳素(Chitin)和壳聚糖(chito二)的结构式见图1:甲壳素壳聚糖图1甲壳素，壳聚糖的结构式由于甲壳素是生物提取物，已经有很多科学家证明其本身及其降解产物对生物无毒性111，而且自然界中甲壳素含量巨大，因此可作为环境友好型材料而被广泛使用，但是由于甲壳素本身的结晶度比较高，水溶性较差，直接应用收稿日期:2以刀一12一20作者简介:张文博(1984-)，男，内蒙古赤峰人，高分子化学与物理专业在读硕士研究生;陈盛(1957一)，男.福建仙游人，教授，硕士生导师，从事生物高分子应用研究。万方数据第2期张

4、文博，，陈盛2:甲壳素啧聚糖的提取及其应用研究新进展有一定困难，因此要对甲壳素作相应的改性，而壳聚糖作为甲壳素改性的最主要产物，具有无毒性、亲水性、生物相溶性、生物可降解性、抗菌性等优点而受到广泛关注，近四十多年来，国内外学者竞相研究，已开发出了很多种高科技产品，这些产品广泛应用于诸多领域，总体上讲，这些领域主要分为如下几个:生物医用材料、生物医药、生物农药、保健食品、环保、复合材料等冈。当前，对甲壳素境聚糖的研究主要集中在甲壳素境聚糖的提取工艺的细化和甲壳素琉聚糖的应用的领域中材料性能的改进和新材料的开发等。本文分两部分分别介绍甲壳素琉聚糖制备工艺的细化和

5、甲壳素晓聚糖以及它们的衍生物的最新应用进展。1甲壳素1壳聚糖制备工艺的细化甲壳素主要存在于甲壳动物外壳，如蟹壳、虾壳、虾菇壳、赏壳;软体动物骨骼，如海缥峭等;昆虫蛹和翅膀，如蛹壳、蛆皮、蝉蜕;以及一些微生物的细胞壁中。而这些动物外壳等一般都是废弃物，因此成本低廉。又因为这些废弃物大量堆积会污染环境，利用其来提取甲壳素对环境有益。目前甲壳素的提取过程主要是用酸脱碳酸钙，用碱脱蛋白质，这个过程中产生一定量的酸碱废液，对环境有一定的污染，研究人员在甲壳素的提取工艺方面作了改进。段元斐间等探索了用复合酶和有机酸将蛋白质和碳酸钙分解转化成可二次高附加值利用的营养成分的

6、方法，在提取甲壳素的同时，有效地将废水转化利用，制得了氨基酸类调味品和柠檬酸钙，基本达到了无污染生产，提高了废弃虾壳、蟹壳的综合利用率，提高了经济效益。此外，周湘池等间还探索出用发酵法制备甲壳素的工艺，他们利用乳酸菌发酵新鲜虾壳，用发酵过程产生的乳酸脱去虾壳中的矿物质和蛋白质等，发酵产物经过固液分离即得到甲壳素。这种工艺也避免了强酸强碱的使用，发酵废水中富含多种营养素，可作为水产动物饲料的原料及饲料添加剂，洗水还能循环进人下一次发酵，因此，这种方法也基本上不产生二次污染。此法用葡萄糖作为发酵的限制性底物，成本低廉，当大规模生产甲壳素时，还可以用蔗糖代替葡萄糖

7、，更加降低了生产成本。以上两种方法基本上都不会产生污染，并且在制备了甲壳素的同时，生产的副产物也有很高的利用价值，大大提高了经济效益。甲壳素境聚糖不仅存在于虾壳蟹壳当中，还存在于一些细菌的细胞壁中，如蓝色梨头霉的细胞壁中含有壳聚糖，而且含量较高，尤其是利用海洋动物的甲壳来提取甲壳素存在一些弊端，如原料来源受到地域限制、海洋动物的季节性繁衍导致原料供应的波动、处理动物甲壳中的碳酸钙需要大量的酸并产生大量废水阎。因此，很多学者探索出了利用微生物来提取甲壳素的技术，国内已有从黑曲霉、米根霉细胞壁中提取甲壳素和壳聚糖的技术卜娜，这些方法克服了传统工艺的上述弊端。近期

8、的研究是秦益民等111利用丝状真菌发酵生产甲壳素的工