甲殼質(zhì)的研究進(jìn)展

1、信息檢索與利用教程 甲殼素在材料制造領(lǐng)域的近期研究進(jìn)展 12食工 余蘭英126050072 甲殼素在材料制造領(lǐng)域的近期研究進(jìn)展摘要：甲殼素的應(yīng)用范圍十分廣泛，甲殼質(zhì)應(yīng)用范圍很廣泛，在工業(yè)上可做布料、衣物、染料、紙張和水處理等。在農(nóng)業(yè)上可做殺蟲(chóng)劑、植物抗病毒劑。漁業(yè)上做養(yǎng)魚(yú)飼料?；瘖y品美容劑、毛發(fā)保護(hù)、保濕劑等。醫(yī)療用品上可做隱形眼鏡、人工皮膚、縫合線、人工透析膜和人工血管等。本文綜述了近期在材料制造領(lǐng)域?qū)讱に氐难芯浚瑥纳锊牧?、發(fā)酵氮源、紡織材料以及分子材料方面的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞：甲殼素；材料制造；紡織材料；生物材料； Recent research progress in the fiel

2、d of chitin in materialsAbstract: the application range is very wide of chitin, chitin application range is very wide, can be done on the industrial fabrics, clothing, dye, paper and water treatment, etc.Can be done on the agricultural pesticides , plant disease-resistant poison. Do fish feed on fis

3、h. Cosmetics, cosmetics, hair protection, moisturizing factor etc. Medical supplies can be on contact lenses, artificial skin, sutures, dialysis membrane and artificial blood vessels, etc. This paper reviews the recent research in the field of materials of chitin, from biological materials, fermenta

4、tion nitrogen source, textile materials and the research progress of molecular materials.Key words: chitin; Materials; Textile materials; Biological materials; 甲殼素，又名甲殼質(zhì)、殼多糖等，化學(xué)名為聚（1,4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，是一種天然高分子多糖，主要分布于自然界甲殼綱動(dòng)物的甲殼、昆蟲(chóng)的甲殼和一些低等植物（如真菌、藻類）的細(xì)胞壁中殼聚糖是甲殼素經(jīng)濃堿溶液處理后脫去乙?；漠a(chǎn)物，又名甲殼胺、脫乙酰甲殼素，化學(xué)名（1,

5、4）-2-氨基-2-脫氧-葡萄糖1 殼聚糖(CS)是甲殼素部分或全部脫除乙?；漠a(chǎn)物, 是自然界唯一帶正電荷的天然多糖, 具有良好的生物相容性和生物可降解性, 且低毒、無(wú)免疫原性, 被廣泛應(yīng)用于藥學(xué)、醫(yī)學(xué)和組織工程等領(lǐng)域.但殼聚糖作為天然高分子組織工程支架時(shí), 其力學(xué)強(qiáng)度、降解速度及與宿主之間的結(jié)合能力都有待提高和優(yōu)化2,3 . 殼聚糖鏈上大量的氨基和羥基等活性基團(tuán)可以通過(guò)對(duì)活性基團(tuán)的修飾使其具有不同的生物活性4 7 。 一、生物材料 研究發(fā)現(xiàn), 膽固醇與卵磷脂的協(xié)同作用會(huì)對(duì)以殼聚糖為模板的羥基磷灰石微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響8 , 在此基礎(chǔ)上, 本文以膽固醇為修飾劑, 對(duì)殼聚糖的氨基進(jìn)行接枝改性, 并對(duì)

6、改性后的膽固醇琥珀酸-g-殼聚糖(CHCS)的理化性能、仿生礦化能力和細(xì)胞相容性進(jìn)行研究, 研究表明，膽固醇經(jīng)過(guò)琥珀酸酐橋鏈可以較容易地接枝到殼聚糖的伯氨基上; 改性后的殼聚糖衍生物膜材與殼聚糖膜材料相比,水相接觸角有所增大; 在生物礦化過(guò)程中, 隨著時(shí)間的延長(zhǎng), 改性后的殼聚糖衍生物CHCS 具有更好的礦化效果; 而在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中, CHCS 具有促進(jìn)細(xì)胞黏附、伸展及增殖的功能. 說(shuō)明在殼聚糖鏈上引入膽固醇后, 提升了殼聚糖作為生物材料的能力, 為生物材料的改性, 特別是骨修復(fù)材料的改性提供了新的研究思路9. 二、發(fā)酵氮源 我國(guó)沿海地區(qū)蝦仁加工較集中，產(chǎn)生大量的蝦殼。隨著海洋產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)

7、展，以蝦為原料加工成甲殼素已大規(guī)模工業(yè)化，但是蝦殼加工成甲殼素會(huì)產(chǎn)生大量廢水，國(guó)內(nèi)外對(duì)這些廢料的加工，一般是用作飼料添加劑或者提煉天然抗氧化劑、甲殼素、氨基酸和脂肪等10 為了充分利用這些資源，錢俊青等11以活性干酵母為菌種制備種子液發(fā)酵，首先確定了以酵母浸膏為氮源的最佳發(fā)酵工藝條件為m（碳源）：m（氮源）=4.5:1，甲殼素加工廢水中回收的蛋白質(zhì)經(jīng)丙酮萃取色素后，得蛋白干粉進(jìn)行酒精發(fā)酵試驗(yàn)，酒精產(chǎn)率較低，故采用對(duì)甲殼素回收蛋白酶解再用于酒精發(fā)酵，結(jié)果表明：經(jīng)酸解的回收蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的氮源，用于酒精發(fā)酵效果與商品氮源一致。三、紡織材料 甲殼素是地球上除纖維素之外最豐富的天然高分子化合物,是一種

8、取之不盡、用之不竭的再生資源,也是除蛋白質(zhì)以外數(shù)量最大的天然含氮化合物12。甲殼素是目前自然界中被發(fā)現(xiàn)的唯一一種帶正電荷的動(dòng)物天然高分子材料,其分子中帶有不飽和的陽(yáng)離子基團(tuán),因此對(duì)帶負(fù)電荷的各類有害物質(zhì)、有害細(xì)菌有強(qiáng)大的吸附作用,這樣就能對(duì)有害細(xì)菌的活動(dòng)進(jìn)行抑制,使之失去活性,從而達(dá)到抗菌的目的。甲殼素對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等均有抑制作用。近10年來(lái)國(guó)內(nèi)外科學(xué)家都將甲殼素的研究作為人類生命的第六要素來(lái)開(kāi)發(fā)(蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、礦物質(zhì)、甲殼素)。純甲殼素是一種無(wú)味無(wú)毒的白色或灰白色半透明固體,經(jīng)濃堿處理,脫去其中的乙?；?稱之為甲殼胺或殼聚糖,在農(nóng)業(yè)、廢水處理、紡織印染行業(yè)、生物醫(yī)學(xué)

9、、食品、化妝品等領(lǐng)域均有很高的應(yīng)用價(jià)值。在紡織應(yīng)用領(lǐng)域,甲殼素作為抗菌功能整理劑已有很多研究報(bào)道。 翁毅13對(duì)甲殼素纖維的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了測(cè)定分析。研究表明:甲殼素纖維的縱向有溝槽,有些纖維的芯層存在空隙。甲殼素纖維的干、濕態(tài)強(qiáng)力比毛纖維高,干態(tài)強(qiáng)力基本與粘膠纖維相近。甲殼素纖維的濕強(qiáng)明顯低于干強(qiáng),但下降的幅度要低于普通粘膠。甲殼素纖維的表面比較光滑,卷曲性能較差,抱合力較差,在紡絲時(shí)需嚴(yán)格控制濕度?？傮w看目前的甲殼素纖維還需要進(jìn)一步提高品質(zhì),以滿足高品質(zhì)甲殼素纖維類紡織產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。四、分子材料 甲殼素是具自然界中無(wú)脊椎動(dòng)物的生物礦物材料中的一種主要有機(jī)組分，在生物礦化的不同階段具有重要的作

10、用14。甲殼類動(dòng)物的外角皮和內(nèi)表皮主要有- 甲殼素/蛋白質(zhì)的微纖維以及碳酸鈣礦物質(zhì)組成15,16，甲殼素是自然界含量豐富的天然高分子之一，其衍生物殼聚糖具有獨(dú)特的生物功能，能與蒙脫土等形成多功能的殼聚糖-無(wú)機(jī)復(fù)合物材料1719,自然界的生物材料多為甲殼素和碳酸鈣的復(fù)合材料，以甲殼素為模板誘導(dǎo)不同形貌的碳酸鈣，有利于模擬自然界碳酸鈣的仿生合成。 梁慧等20利用甲殼素溶液中的尿素分解所得的CO2與體系中的Ca2+反應(yīng)生成碳酸鈣，通過(guò)控制誘導(dǎo)反應(yīng)溫度、放置時(shí)間及體系的pH值，可誘導(dǎo)形成不同形貌的碳酸鈣。用X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，顯示該碳酸鈣為文石、方解石晶體的混合物。

11、結(jié)果表明：甲殼素能誘導(dǎo)形成形貌獨(dú)特的碳酸鈣，包括腔體直徑為0.63.0um的中空微球、寬約200nm的晶須聚合體、多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和直徑為1.53.0um的表明光滑的微球，為CaCO3的仿生合成提供了新的方法，所得獨(dú)特形貌的 可望用作骨細(xì)胞的培養(yǎng)載體。參考文獻(xiàn)：1蔣挺大殼聚糖北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2 KONG Xiang-Ye(孔祥燁), ZHENG Jing(鄭靜), WANG Xiao-Jun(王曉軍), LI Xing-Yi(李星熠), FU Shao-Zhi(傅少志), LI Mu-Chun(李沐純), QIAN Zhi-Yong(錢志勇). China Medical Engineeri

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