壳聚糖的研究利用现状【文献综述】

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1、毕业论文文献综述食品科学与工程壳聚糖的研究利用现状[摘要]：壳聚糖是甲壳素脱乙酰化反应产物，而甲壳素来源于虾蟹类壳，在我国资源非常丰富，产量高，价格却低廉。壳聚糖是自然界存在的唯一的碱性多糖，无毒，通过氧化酶解等方式将其分子量降低，就可以得到低分子量壳聚糖。低聚壳聚糖因具有许多特殊的理化性质和生理功能而日益受到人们的关注，本文介绍了低聚壳聚糖的多种特性及在食品保健品、医药、化工等领域的应用。[关键词]壳聚糖；多糖；应用；性质　壳聚糖英文名“Chitosan”，是甲壳素(Chitin)的脱乙酰化产物

2、。壳聚糖(chitosan)由大部分D-氨基葡萄糖和少量的N-乙酞-D-氨基葡萄糖组成，以β-(1，4)糖昔键连接起来的直链多糖，化学名为聚(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄搪，属天然产物，其结构类似于纤维素，是甲壳素(chitin)部分或全部脱除乙酞基后得到的脱乙酞产物[1]。近年来壳聚糖引起了人们的高度重视，因为它及其衍生物在食品防腐、农业、化工、污水处理、医药、等方面应用越来越广泛。常用的壳聚糖有紧密的晶体结构，粘度大，不溶于水和碱溶液，只能在某些弱酸介质中溶解，并且它的分子量较大

3、，通常在几十万至上百万，这就使得它的应用受到很大的限制[2]。不同分子量的壳聚糖性质差异很大，因为分子量对壳聚糖的性质有很大影响，壳聚糖的许多生理功能只有在分子量降低到一定程度时才表现出来[3]。高聚壳聚糖有防治糖尿病、强化肝脏机能、降低胆固醇、降血压血脂、治疗烧烫伤等功能，而低聚壳聚糖不仅保持了这些功能，而且还具有许多新的生理活性和功能性质，如增强免疫力、调节肠道菌群、保湿性、抵抗微生物感染、抗肿瘤活性、促进止血以及诱导植物产生抗毒素等诸多作用[4]。低聚壳聚糖具有水溶性质，大量的-NH3和-O

4、H基团存在于它的大分子链结构中，当壳聚糖降解时，壳聚糖分子在溶液中具有更大的扩展趋势，因为随着分子量的降低壳聚糖分子内的氢键作用也随之减弱，从而引起壳聚糖分子构像发生一定的变化。而分子构像的变化和长链的缩短使得壳聚糖在水溶液中变得更无序，从而使其水溶性能大大提高。低聚壳聚糖还具有保湿性质，分子中大量的-NH3和-OH强极性基团的存在，不仅使低聚壳聚糖的水溶性大为改观，也使其具有良好的吸湿保湿功能。夏文水等对5种平均相对分子量分别为1500、3000、5000、8000、13000的壳低聚糖的保湿性

5、、吸湿性进行了研究，吸湿性和保湿性较强的是平均相对分子量1500和3000的壳低聚糖，甚至比甘油等的保湿性能更好[5]。另外也有研究表明：在一定的分子量范围内，随着平均分子量的降低，保湿增湿性能逐渐增强。低聚壳聚糖抗菌抑菌效果也十分显著，近年来受到国内外的普遍关注。其抗菌机理为：在酸性条件下，壳聚糖分子中的游离氨与细胞壁中的某些成分如硅酸、磷酸脂等所解离出的阴离子结合，破坏细菌的细胞壁从而阻碍细菌大量繁殖；然后，壳聚糖进一步降解，通过细胞壁，进入微生物细胞内，阻止遗传因子从DNA到RNA的转录，造

6、成微生物彻底无法繁殖[6]。研究表明：随着壳聚糖均分子量的降低其抑菌作用反而逐渐增强，尤以均分子量为1500左右的低聚壳聚糖的抗菌效果最好。总之，低聚壳聚糖抗菌抑菌作用的基础是有游离氨基的存在[7]。由于壳低聚糖的抗菌和抑菌作用，还可将其用于食品保鲜剂，而它是一种无毒的多糖，所以有望成为一种新型的“绿色”食品防腐剂，而得到推广应用。壳低聚糖已用于水果保鲜，如苹果等，其保鲜效果几乎是对照组的两倍。另外，还可以用于酱油保鲜，在酱油中添加极少量的壳低聚糖，在夏季敞开条件下，不仅存放了一个月未变质，而且不

7、影响其颜色、体态，甚至连口感都没有变化，可见其保鲜效果十分显著。低聚壳聚糖还可以达到抗癌和抑癌作用，因为它可以活化人体中的淋巴细胞、抑制癌细胞的繁殖和扩散。低聚壳聚糖能被吸附在血管壁细胞的表面，从而抑制癌细胞的转移，同时，抑制癌毒素在体内的释放。低聚壳聚糖能使巨噬细胞活性增强，而且可以诱导部分巨噬细胞增生，一定程度上可以持久的提高机体的免疫力。实验表明：壳聚糖复合制成的缓释药物能明显延长长效、有效药物浓度时间，因为它能降低化疗药物副作用[8]。除了上述的功能，低聚壳聚糖还能够诱导植物细胞产生植物抗

8、毒素。高等植物在受细菌、真菌、病毒等病原菌攻击时，会产生植物抗毒素来保护自身，而低聚壳聚糖可以引发植物启动这些保护系统。研究表明：想要诱导植物产生抗毒素来抵抗病原菌的侵害，只需要较低浓度的电中性低聚壳聚糖即可。低聚壳聚糖还具有活化细胞、延缓细胞衰老、促进器官恢复等保健功能和抗凝血活性、抗血栓性、抗氧化性[9~11]。随着对低聚壳聚糖的各种独特生理活性的证实以及在化妆品、食品、医药及农业等领域获得的广泛应用，壳聚糖的降解和应用研究在国内外已经形成关注的热点之一。具体应用有以下几个方面