甲壳素壳聚糖的制备与应用.pdf

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1、化工环保·126·ENVIRONMENTALPROTECTIONOFC~EMICALINDUTR2004年第24卷甲壳素／壳聚糖的制备与应用郭建民1，徐晓军2，李林1（1.宁波市环境保护科学研究设计院，浙江宁波315010；2.青岛建筑工程学院，山东青岛266000）［摘要］甲壳素／壳聚糖是一种资源丰富、用途广泛的天然高分子。简介了其物理化学性质及常见的制备方法；详细介绍了功能化甲壳素／壳聚糖近期的研究状况；综述了甲壳素／壳聚糖的应用；展望了我国甲壳素／壳聚糖资源的开发利用趋势。［关键词］甲壳素；壳聚糖；制备；功能化；应用［中图分类号

2、］T@282［文献标识码］A［文章编号］1006-1878（2004）07-0126-03甲壳素（chitin）学名为无水-N-乙酰基-D-的蛋白质和有机肥料的综合利用程度低及工艺过程氨基葡聚糖，是一种重要的天然高分子，其结构与纤中排放的废水量大等缺点，仍然是甲壳素制备工艺维素相似，通常分子量为几百万，是多糖化合物中最中需要改进的问题。此外，从蚕蛹壳、蝉和蝇蛹中提重要的一种聚氨基葡萄糖。甲壳素因主要来源于节取甲壳素都有过系统的报道。肢动物如虾、蟹等的甲壳而得名。它也广泛存在于由于壳聚糖还是真菌细胞壁的常见组成部分，低等植物如真菌、藻类

3、的细胞壁中。据统计，自然界因此以微生物发酵来制取壳聚糖也有着巨大的环保中每年甲壳素的生物合成量在1000kt以上，可见意义。陈忻等采用生物发酵放射毛霉为原料制备了其自然界储量之丰富。壳聚糖。研究表明，在反应温度为28C，摇床转速壳聚糖（chitosan）是甲壳素脱乙酰化而得到的为250r／min，p~为7.4!7.6，培养时间为45h的一种生物高分子。由于壳聚糖分子中有大量游离氨条件下，壳聚糖对菌丝体产率为15.68%，脱乙酰度的存在，其溶解性大大优于甲壳素，兼具有甲壳素的85%!90%。谭天伟等提出了以发酵工业废菌丝体天然、无毒、生

4、物相容性好与易于降解等优点，所以为原料生产壳聚糖的新工艺。该工艺成本低廉，经壳聚糖有十分良好的经济应用价值。人们对壳聚糖济效益可观。的研究十分活跃，其应用领域也不断拓宽。2甲壳素的功能化改性我国有着丰富的甲壳素资源。充分利用现有资源，结合区域优势，加强对甲壳素的开发研究及产业活性侧基的存在，赋予甲壳素较之其他多糖更化是我国甲壳素化学工业发展的必然趋势。强的功能性，而通过化学修饰在高聚物骨架上引入其他基团，从而改变高分子的物理化学性质，赋予其1甲壳素的提取新的功能，即高分子的功能化。它已经成为甲壳素目前，甲壳素主要还是从工业废弃的虾、蟹

5、壳中应用研究的一个热点。甲壳素／壳聚糖的功能化主提取。把甲壳中的甲壳素，蛋白质和无机物质分离要是利用分子结构中的羟基／氨基等活性基团，通过开，最后再进行脱色，获得纯净的甲壳素，其工艺流对其进行酰化、酯化、交联、醚化等反应来完成。功程为：虾蟹壳—水洗—酸浸（6%~Cl）—碱煮（10%能化后的甲壳素／壳聚糖的物化性质得到了改善而NaO~）—脱色（KMnO4）—干燥—甲壳素成品。具有优异的功能。可见甲壳素的制备过程主要由简单的酸碱处理!."交联反应工艺组成，技术难度不大。但是以这种传统的工艺为了使壳聚糖得到很好的应用，需要把它制成制得的甲壳

6、素存在着一些不足，如溶解度不高，溶液过滤性差等。近年来又提出了一些新的方法，使传［收稿日期］2003-12-18［；修订日期］2004-02-12统工艺得到了改进。如采用浓度递减，循环酸浸以［作者简介］郭建民（1977—）男，河北省宣化市人，宁波市环及脱蛋白质交叉工艺制取的甲壳素可以获得较高的境保护科学研究设计院工程师，硕士，主要从事环保药剂的粘度。但是在甲壳素的制取过程中，对于动物壳中开发与三废处理技术研究。增刊郭建民等.甲壳素／壳聚糖的制备与应用·127·交联产物。一般采用的交联剂有戊二醛、甲醛、环氧3.1在环保中的应用氯丙烷、环

7、硫氯丙烷及二异氰酸酯等。交联后的产甲壳素／壳聚糖类絮凝剂以其天然无毒、可生物物不溶于稀酸，吸附性能好，可再利用。降解、可再利用等优越性能在水处理和污泥处理中2.2接枝反应得到广泛应用。甲壳素／壳聚糖在水处理中作为絮壳聚糖与含有乙烯基的单体可进行接枝共聚反凝剂可大量使用，已部分实现了商品化。上世纪末，应，从而使壳聚糖具有某些特殊性能。如采用硝酸用于废水处理的甲壳素／壳聚糖销售额已达1400万铈铵-乙二胺（CAN-EDTA）为引发剂，或以过硫美元。酸钾-亚硫酸氢钠氧化还原引发体系，甲基丙稀酸甲壳素／壳聚糖属于弱阳离子型高分子，具有很（MM

8、A）、丙稀酸乙酯（EA）等均可与壳聚糖进行接强的螯合和吸附作用。经过功能化的甲壳素／壳聚枝共聚反应。糖高分子螯合树脂对重金属离子、有机染料甚至一些非金属物质如蛋白质、氨基酸等都有很好的吸附2.3酯化反应效果。目前，甲壳素