壳聚糖纤维制备及应用概要.pptx

壳聚糖纤维简介壳聚糖纤维简介壳聚糖研究发展历史壳聚糖研究发展历史18111811年法国科学家年法国科学家H.braconnetH.braconnet（布拉科诺）最早发现甲壳素；（布拉科诺）最早发现甲壳素；18231823年法国人年法国人OdierOdier（欧吉尔）为其取名为甲壳素；（欧吉尔）为其取名为甲壳素；18591859年法国人年法国人RougetRouget将甲壳素与氢氧化钠溶液加热得到一种新物质；将甲壳素与氢氧化钠溶液加热得到一种新物质；直到直到18941894年德国人年德国人Hoppe-SeylerHoppe-Seyler才将这种脱乙酰物质取名为壳聚糖；才将这种脱乙酰物质取名为壳聚糖；之后各国科学家开始对壳聚糖的开发和应用越来越感兴趣。对其之后各国科学家开始对壳聚糖的开发和应用越来越感兴趣。对其研究最多的是日本和美国，已经开始大规模生产甲壳素和壳聚糖。研究最多的是日本和美国，已经开始大规模生产甲壳素和壳聚糖。我国从我国从5050年代开始对甲壳素的制备和应用进行研究，年代开始对甲壳素的制备和应用进行研究，19771977年起每年起每隔几年召开一次关于甲壳素和壳聚糖的国际会议，这极大的促进了这隔几年召开一次关于甲壳素和壳聚糖的国际会议，这极大的促进了这方面的研究。方面的研究。壳聚糖的来源壳聚糖的来源 地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次就地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次就是甲壳素，前者主要由植物生成，后者主要由动物生成。估计自然界是甲壳素，前者主要由植物生成，后者主要由动物生成。估计自然界每年生物合成的甲壳素将近每年生物合成的甲壳素将近100100亿吨。甲壳素亦是地球上除蛋白质外亿吨。甲壳素亦是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化合物。仅此两点，就足以说明甲壳素的重数量最大的含氮天然有机化合物。仅此两点，就足以说明甲壳素的重要地位。要地位。甲壳素在自然界的存在，还有一个重要的方面往往被人忽视，那甲壳素在自然界的存在，还有一个重要的方面往往被人忽视，那就是在自然界生长、繁衍着的含有甲壳素的各种各样的生物，在其死就是在自然界生长、繁衍着的含有甲壳素的各种各样的生物，在其死亡腐烂后成为肥料的同时释放出甲壳素，甲壳素在自然界经受降解和亡腐烂后成为肥料的同时释放出甲壳素，甲壳素在自然界经受降解和脱乙酰基过程，产生不同分子量的甲壳素及不同分子量、不同脱乙酰脱乙酰基过程，产生不同分子量的甲壳素及不同分子量、不同脱乙酰度的壳聚糖。在广袤的田野、森林和大草原的土壤中，都有甲壳素和度的壳聚糖。在广袤的田野、森林和大草原的土壤中，都有甲壳素和壳聚糖的存在壳聚糖的存在甲壳素 甲壳素 水溶性壳聚糖 壳聚糖 壳聚糖概述壳聚糖概述 壳聚糖是甲壳素的壳聚糖是甲壳素的N-N-脱乙酰基的产物，又称为可溶性甲壳脱乙酰基的产物，又称为可溶性甲壳质、甲壳胺、几丁聚糖等，是自然界中唯一的碱性多糖。一般而质、甲壳胺、几丁聚糖等，是自然界中唯一的碱性多糖。一般而言，言，N-N-乙酰基脱去乙酰基脱去55%55%以上就可以称之为壳聚糖，这种脱乙酰度以上就可以称之为壳聚糖，这种脱乙酰度的壳聚糖能溶于的壳聚糖能溶于1%1%乙酸或乙酸或1%1%盐酸。盐酸。作为有实用价值的工业品壳聚糖，作为有实用价值的工业品壳聚糖，N-N-脱乙酰度必须在脱乙酰度必须在70%70%以以上。上。壳聚糖概述壳聚糖概述壳聚糖壳聚糖纤维素纤维素甲壳素甲壳素 壳聚糖及甲壳素的结构与纤维素非常相似，如结构图，壳聚糖及甲壳素的结构与纤维素非常相似，如结构图，不同的是纤维素葡萄糖单元二位碳上是羟基，壳聚糖是氨基，不同的是纤维素葡萄糖单元二位碳上是羟基，壳聚糖是氨基，甲壳素是乙酰氨基。甲壳素是乙酰氨基。壳聚糖的性质壳聚糖的性质化学性质添加文本生物性质物理性质物理性质物理性质u一般物理性质一般物理性质 壳聚糖也是白色无定形、半透明、略有珍珠光泽的固壳聚糖也是白色无定形、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，分子量也从数十万至数百万体，因原料和制备方法不同，分子量也从数十万至数百万不等，不溶于水和碱溶液，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机不等，不溶于水和碱溶液，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。在稀酸中，酸和大多数有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。在稀酸中，壳聚糖的主链会缓慢水解，溶液黏度会逐渐降低，所以壳壳聚糖的主链会缓慢水解，溶液黏度会逐渐降低，所以壳聚糖溶液应随用随配。聚糖溶液应随用随配。物理性质物理性质根据根据N-N-脱乙酰度可以把壳聚糖分为：脱乙酰度可以把壳聚糖分为：55%-70%55%-70%为低脱乙酰度壳聚糖为低脱乙酰度壳聚糖 70%-85%70%-85%为中脱乙酰度壳聚糖为中脱乙酰度壳聚糖 85%-95%85%-95%为高脱乙酰度壳聚糖为高脱乙酰度壳聚糖 95%-100%95%-100%为超高脱乙酰度壳聚糖（极难制备）为超高脱乙酰度壳聚糖（极难制备）物理性质物理性质u结构特征结构特征物理性质物理性质u红外光谱红外光谱物理性质物理性质u核磁共振氢谱（核磁共振氢谱（1HNMR）物理性质物理性质成丝成膜性吸湿、透气、渗透溶解性物理性能化学性质化学性质化学性能 12 3甲壳胺中的胺基可进行能应用于有机胺化合物的大多数反应甲壳质、甲壳胺分子中的羟基、氨基可以与离子起螯合作用，因此是良好的阳离子絮凝剂可以凝聚溶液中带负电荷的悬浮物、有机物（如染料、蛋白质、氨基酸、核酸、脂肪、酸、卤素等）化学性质化学性质uO-酰化和酰化和N-酰化酰化 壳聚糖可与多种有机酸的衍生物（酸酐、酰卤）反应，壳聚糖可与多种有机酸的衍生物（酸酐、酰卤）反应，导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基。导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基。壳聚糖分子链的糖残基上既有羟基，又有氨基，酰化反壳聚糖分子链的糖残基上既有羟基，又有氨基，酰化反应既可在羟基上成酯，也可在氨基上成酰胺。应既可在羟基上成酯，也可在氨基上成酰胺。化学性质化学性质u含氧无机酸酯化含氧无机酸酯化 甲壳素和壳聚糖的羟基，尤其是甲壳素和壳聚糖的羟基，尤其是C C6 6-OH-OH，可与一些含氧无，可与一些含氧无机酸（或其酸酐）发生酯化反应，类似于纤维素的反应。机酸（或其酸酐）发生酯化反应，类似于纤维素的反应。在壳聚糖的氨基上也可能发生反应。在壳聚糖的氨基上也可能发生反应。化学性质化学性质u含氧无机酸酯化含氧无机酸酯化 在含氧无机酸的酯化反应中，最常见的是甲壳素和壳聚在含氧无机酸的酯化反应中，最常见的是甲壳素和壳聚糖的硫酸酯。糖的硫酸酯。这些酯类的结构与肝素相似，也具有抗凝血作用，而这些酯类的结构与肝素相似，也具有抗凝血作用，而肝素的提取和生产较为困难，价格很高。肝素还有引起血肝素的提取和生产较为困难，价格很高。肝素还有引起血浆脂肪酸浓度增高的副作用。浆脂肪酸浓度增高的副作用。化学性质化学性质u醚化醚化 甲壳素和壳聚糖的羟基与烃基化试剂反应生成醚（甲基甲壳素和壳聚糖的羟基与烃基化试剂反应生成醚（甲基醚、乙基醚、苄基醚等），广泛用于日化工业。醚、乙基醚、苄基醚等），广泛用于日化工业。此外，用低分子冠醚通过接枝于高分子化合物分子上，此外，用低分子冠醚通过接枝于高分子化合物分子上，可制备具有高分子化合物和冠醚化合物双重结构特性的高可制备具有高分子化合物和冠醚化合物双重结构特性的高分子冠醚。分子冠醚。化学性质化学性质uN-烷基化烷基化 壳聚糖的氨基是一级氨基，有一孤对电子，具有很强的壳聚糖的氨基是一级氨基，有一孤对电子，具有很强的亲核性，能发生很多反应。亲核性，能发生很多反应。甲壳素的乙酰氨基的甲壳素的乙酰氨基的N N上只有一个上只有一个H H，很稳定，但在一，很稳定，但在一些强烈条件下，也能发生取代反应。些强烈条件下，也能发生取代反应。化学性质化学性质u氧化氧化 甲壳素和壳聚糖可以被氧化剂氧化。氧化剂不同，反甲壳素和壳聚糖可以被氧化剂氧化。氧化剂不同，反应的应的pHpH不同，机理和产物也不同，既可使不同，机理和产物也不同，既可使C C6 6-OH-OH氧化成醛基氧化成醛基或羧基，也可使或羧基，也可使C C3 3-OH-OH氧化成羰基（成酮），还可能发生部氧化成羰基（成酮），还可能发生部分脱氨基或脱乙酰氨基，甚至破坏吡喃环及糖苷键。分脱氨基或脱乙酰氨基，甚至破坏吡喃环及糖苷键。化学性质化学性质u螯合螯合 甲壳素和壳聚糖的糖残基在甲壳素和壳聚糖的糖残基在C2C2上有一个乙酰氨基或氨上有一个乙酰氨基或氨基，在基，在C3C3上有一个羟基，它们都是平伏键，这种特殊结构上有一个羟基，它们都是平伏键，这种特殊结构使得它们对具有一定离子半径的一些金属离子在一定的使得它们对具有一定离子半径的一些金属离子在一定的pHpH条件下具有螯合作用，尤其是壳聚糖。条件下具有螯合作用，尤其是壳聚糖。化学性质化学性质 壳聚糖与金属离子通过离子壳聚糖与金属离子通过离子交换、吸附、螯合交换、吸附、螯合三种形式三种形式发生结合。发生结合。特点特点:壳聚糖与金属离子螯合后，本身的结构并未改变，但产壳聚糖与金属离子螯合后，本身的结构并未改变，但产物性质变了。物性质变了。正因为碱金属和碱土金属不会被壳聚糖螯合，因此壳聚正因为碱金属和碱土金属不会被壳聚糖螯合，因此壳聚糖可在存在这些离子的水溶液中螯合分离过渡金属离子。糖可在存在这些离子的水溶液中螯合分离过渡金属离子。化学性质化学性质u交联交联 为了使壳聚糖得到很好的应用，需要把它制成交联产为了使壳聚糖得到很好的应用，需要把它制成交联产物。交联剂有戊二醛、甲醛、环氧氯丙烷、环硫氯丙烷及物。交联剂有戊二醛、甲醛、环氧氯丙烷、环硫氯丙烷及二异氰酸酯等。二异氰酸酯等。交联后的产物不溶于稀酸，吸附性能好，可再利用。交联后的产物不溶于稀酸，吸附性能好，可再利用。生物学性质生物学性质1 1、良好的生物相容性、良好的生物相容性 天然材料具有人工材料所不具有的优点，甲壳素及壳聚糖天然材料具有人工材料所不具有的优点，甲壳素及壳聚糖是自然界中极少存在的带正电荷的聚合多糖，含有某些有是自然界中极少存在的带正电荷的聚合多糖，含有某些有助于细胞黏附和保持细胞分化功能的信息。它可以减少成助于细胞黏附和保持细胞分化功能的信息。它可以减少成纤维细胞的生长，减少瘢痕形成，从而促进内皮细胞、毛纤维细胞的生长，减少瘢痕形成，从而促进内皮细胞、毛细血管、心肌细胞及神经轴突的再生。具有良好的生物相细血管、心肌细胞及神经轴突的再生。具有良好的生物相容性容性 将壳聚糖植入小鼠体内，全部存活，皮毛无异常，切开皮将壳聚糖植入小鼠体内，全部存活，皮毛无异常，切开皮肤局部无充血、无水肿。肤局部无充血、无水肿。2 2、无毒性、无毒性 对对动物进行全身毒性急性实验、热源实验、原发性动物进行全身毒性急性实验、热源实验、原发性 皮皮肤刺激实验、皮内注射实验、眼结膜刺激实验和溶血实验，肤刺激实验、皮内注射实验、眼结膜刺激实验和溶血实验，均证明对机体无毒副作用，并且能广泛用于全身多个均证明对机体无毒副作用，并且能广泛用于全身多个部位。部位。4 4、生物降解性、生物降解性 甲壳素及壳聚糖可被人体内的酶如甲壳素酶和溶菌酶等水甲壳素及壳聚糖可被人体内的酶如甲壳素酶和溶菌酶等水解成相应的氨基葡萄糖，被人体吸收。降解率与其结晶度解成相应的氨基葡萄糖，被人体吸收。降解率与其结晶度及脱乙酰化作用成反比。及脱乙酰化作用成反比。在兔体内试验观察，甲壳素手术缝合线在兔体内试验观察，甲壳素手术缝合线4 4个月可以完个月可以完 全吸收。全吸收。5 5、可修饰性、可修饰性 壳聚糖具有自由氨基，呈阳离子性，因此可用多种化学壳聚糖具有自由氨基，呈阳离子性，因此可用多种化学试剂进行修饰，增强其性能。试剂进行修饰，增强其性能。6 6、生物学活性、生物学活性 甲壳素及壳聚糖具有良好的生物活性，主要有以下几个方甲壳素及壳聚糖具有良好的生物活性，主要有以下几个方面面免疫调节免疫调节调节调节pHpH值值调节荷尔蒙及内分泌系统调节荷尔蒙及内分泌系统排出体内重金属离子、化学毒物排出体内重金属离子、化学毒物排出体内多余胆固醇，对防止动脉硬化、心脑血管疾病有排出体内多余胆固醇，对防止动脉硬化、心脑血管疾病有积极作用积极作用壳聚糖的生产技术壳聚糖的生产技术u资源化法资源化法u微生物法微生物法u微波法微波法资源化法资源化法综合生产法综合生产法蝇蛆壳（干蛆皮含有蝇蛆壳（干蛆皮含有30%54.8%30%54.8%的甲壳素）的甲壳素）蚕蛹壳（含有蚕蛹壳（含有33%44%33%44%的甲壳素）的甲壳素）柠檬酸发酵渣（发酵废渣主要是废菌丝体，含有柠檬酸发酵渣（发酵废渣主要是废菌丝体，含有20%22%20%22%的甲的甲壳素，成本低）壳素，成本低）蝉蜕（产率约蝉蜕（产率约27.0%33.3%27.0%33.3%）u微生物法微生物法 甲壳素是绝大多数真菌细胞壁的主要组成成分，只有甲壳素是绝大多数真菌细胞壁的主要组成成分，只有少数真菌的细胞壁不含甲壳素。甲壳素处于真菌细胞壁的少数真菌的细胞壁不含甲壳素。甲壳素处于真菌细胞壁的内层部位，临近质膜，是真菌菌丝尖端延长部位的主要组内层部位，临近质膜，是真菌菌丝尖端延长部位的主要组分。分。真菌中的甲壳素是真菌中的甲壳素是-甲壳素。甲壳素。u微波辐射法微波辐射法 微波辐射能技术取代传统的加热方法而应用于有机合成微微波辐射能技术取代传统的加热方法而应用于有机合成微波加热不同于一般的出外部热源通过由表及里的传导式加波加热不同于一般的出外部热源通过由表及里的传导式加热，而是材料在电磁场中出于介质损耗而引起的体积加热热，而是材料在电磁场中出于介质损耗而引起的体积加热.具有高频率，热速度快，可以精确地控制和使用等特点。具有高频率，热速度快，可以精确地控制和使用等特点。采用微波辐射加热制备壳聚糖，不仅作用时间短，能耗采用微波辐射加热制备壳聚糖，不仅作用时间短，能耗低，而且可避免长时间在碱液作用下带来的分子链降解。低，而且可避免长时间在碱液作用下带来的分子链降解。目前，常用目前，常用5050NaOHNaOH，微波，微波5 5分钟分钟(500W(500W下下)制备壳聚制备壳聚糖。应用微波辐射技术，若用糖。应用微波辐射技术，若用50%NaOH50%NaOH溶液对甲壳素采用溶液对甲壳素采用间歇式中间水洗、多次微波处理工艺方法制备壳聚糖，脱间歇式中间水洗、多次微波处理工艺方法制备壳聚糖，脱乙酰度可高达乙酰度可高达99%99%。壳聚糖的质量控制壳聚糖的质量控制u脱乙酰度的测定脱乙酰度的测定u黏度的测定黏度的测定u灰分的测定灰分的测定u砷、汞、铅的测定砷、汞、铅的测定u含氮量的测定含氮量的测定u水分测定水分测定u微生物检测微生物检测壳聚糖的脱乙酰度（缩写为壳聚糖的脱乙酰度（缩写为D.D.D.D.）可定义为壳聚糖分子中脱）可定义为壳聚糖分子中脱乙酰基的糖残基数占壳聚糖分子中总的糖残基数的百分数。乙酰基的糖残基数占壳聚糖分子中总的糖残基数的百分数。也就是壳聚糖分子链上自由氨基的含量，是一项极为重要也就是壳聚糖分子链上自由氨基的含量，是一项极为重要的技术指标之一。的技术指标之一。脱乙酰度的高低，直接关系到它在稀酸中的溶解能力、黏度、脱乙酰度的高低，直接关系到它在稀酸中的溶解能力、黏度、离子交换能力、絮凝性能和与氨基有关的化学反应能力，离子交换能力、絮凝性能和与氨基有关的化学反应能力，以及许多方面的应用。以及许多方面的应用。u脱乙酰度的测定方法：脱乙酰度的测定方法：u酸碱滴定法酸碱滴定法u电位滴定法电位滴定法u氢溴酸盐法等氢溴酸盐法等u胶体滴定法胶体滴定法u紫外光谱法紫外光谱法u红外光谱法红外光谱法特种壳聚糖的制备特种壳聚糖的制备u高黏度壳聚糖高黏度壳聚糖u高脱乙酰度壳聚糖高脱乙酰度壳聚糖u水溶性壳聚糖水溶性壳聚糖u羧甲基壳聚糖羧甲基壳聚糖u低聚糖低聚糖壳聚糖纤维的生产工艺壳聚糖纤维的生产工艺湿法纺丝工艺湿法纺丝工艺牵伸6溶解2纺丝原液3过滤4定型8二浴7甲壳质1一浴5洗涤9干燥10纤维11纺丝过程中出现的问题纺丝过程中出现的问题壳聚糖溶解壳聚糖溶解纺丝过程中纺丝过程中 采用传统的湿法纺丝生产壳聚糖纤维时，工艺过程比较复杂，存在着生产成本高，耗时耗力的特点。后道工序后道工序 由于固含量只有4%左右，需采用分绞水洗和干燥等措施，不能实施连续化生产，并且生产的壳聚糖纤维可纺性差，粘连严重。物料杂质不易去除，溶解速度慢，溶解不均匀，溶液粘度大，纺丝液性能不稳定，使得溶液过滤与脱泡非常困难。u一、农业领域一、农业领域u二、化妆行业二、化妆行业u三、环保行业三、环保行业u四、保健领域四、保健领域u五、食品行业五、食品行业u六、医学领域六、医学领域u七、纺织行业七、纺织行业u八、其他方面的应用八、其他方面的应用甲壳素与壳聚糖的应用甲壳素与壳聚糖的应用应用应用一、在农业上的应用一、在农业上的应用1 1）促进种子发育：经过壳聚糖处理的植物种子发芽率高，）促进种子发育：经过壳聚糖处理的植物种子发芽率高，并能促进并能促进MRNA MRNA 的重新合成。的重新合成。2 2）提高抗菌力）提高抗菌力 ：小麦种子经过壳聚糖处理后，可以增强：小麦种子经过壳聚糖处理后，可以增强抗土壤真菌的能力，提高麦秆的抗倒伏能力，可提高产量。抗土壤真菌的能力，提高麦秆的抗倒伏能力，可提高产量。还有阻止植物病原菌细胞的发育生长，诱导出宿主植物对还有阻止植物病原菌细胞的发育生长，诱导出宿主植物对病原菌的防护机能。病原菌的防护机能。3 3）药物胶囊：一次施药后，可达长期发挥药效的作用。）药物胶囊：一次施药后，可达长期发挥药效的作用。4 4）地膜材料：用甲壳素作降解地膜，能在土壤中分解。）地膜材料：用甲壳素作降解地膜，能在土壤中分解。5 5）土壤改良剂）土壤改良剂二、在化妆品原料中的应用二、在化妆品原料中的应用1 1）洗发香波、头发调理剂：甲壳素粉沫比表面积大，孔隙率）洗发香波、头发调理剂：甲壳素粉沫比表面积大，孔隙率高，吸收皮脂类油脂远大于淀粉或其他活性物质，是洗发剂理高，吸收皮脂类油脂远大于淀粉或其他活性物质，是洗发剂理想的活性物质。想的活性物质。2 2）固发剂：壳聚糖分子中的氨基质子化带正电，能和头发的）固发剂：壳聚糖分子中的氨基质子化带正电，能和头发的负电荷相互作用，有很强的亲合力，在头发表面形成薄层，是负电荷相互作用，有很强的亲合力，在头发表面形成薄层，是理想的固发剂原料。理想的固发剂原料。3 3）牙膏添加剂：壳聚糖是良好的牙膏添加剂，它能够中和由）牙膏添加剂：壳聚糖是良好的牙膏添加剂，它能够中和由口腔链球菌产生的有机酸，减弱非溶性葡萄糖在牙齿表面的附口腔链球菌产生的有机酸，减弱非溶性葡萄糖在牙齿表面的附着能力，对抗腐蚀、洁齿起一定的作用。着能力，对抗腐蚀、洁齿起一定的作用。三、在环保领域中的应用三、在环保领域中的应用 甲壳素和壳聚作为絮凝剂或吸附剂在废水处理中得到了甲壳素和壳聚作为絮凝剂或吸附剂在废水处理中得到了广泛的应用。广泛的应用。壳聚糖因其独特的分子结构，对许多类型的染料、有壳聚糖因其独特的分子结构，对许多类型的染料、有机物具有极高的亲合力，同时壳聚糖分子结构上含有大量机物具有极高的亲合力，同时壳聚糖分子结构上含有大量的伯氨基，通过配位键结合，形成极好的高分子螯合剂，的伯氨基，通过配位键结合，形成极好的高分子螯合剂，因此它既可凝集废水中的有机物、染料，无毒，又不产生因此它既可凝集废水中的有机物、染料，无毒，又不产生二次污染。二次污染。四、在保健领域中的应用四、在保健领域中的应用（1 1）对消化系统的保护）对消化系统的保护（2 2）减肥去脂作用）减肥去脂作用（3 3）高血压的预防与治疗）高血压的预防与治疗（4 4）增强免疫功能，延缓衰老）增强免疫功能，延缓衰老五、在食品工业中的应用五、在食品工业中的应用1 1）抗菌剂）抗菌剂2 2）保鲜剂：壳聚糖膜可阻碍大气中氧的渗入和瓜果呼吸产生）保鲜剂：壳聚糖膜可阻碍大气中氧的渗入和瓜果呼吸产生的二氧化碳的逸出，但可使乙烯气体逸出，从而抑制好氧微生的二氧化碳的逸出，但可使乙烯气体逸出，从而抑制好氧微生物的繁殖和延迟瓜果成熟。物的繁殖和延迟瓜果成熟。3 3）抗氧化剂：壳聚糖与肉类的血红蛋白释放出来的金属离子）抗氧化剂：壳聚糖与肉类的血红蛋白释放出来的金属离子鳌合形成鳌合物，抑制金属离子的催化活性，从而抑制氧化作鳌合形成鳌合物，抑制金属离子的催化活性，从而抑制氧化作用的形成。用的形成。4 4）果汁的澄清剂）果汁的澄清剂5 5）保健食品添加剂）保健食品添加剂6 6）婴儿乳品添加剂）婴儿乳品添加剂7 7）食物防腐剂）食物防腐剂六六、在医学领域中的应用、在医学领域中的应用（1）缝合线：在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好强度，）缝合线：在血清、尿、胆汁、胰液中能保持良好强度，使用它可被人体自行吸收，不易过敏。使用它可被人体自行吸收，不易过敏。（2）人造皮肤：用壳质膜制成的人造皮肤柔软、舒适，与剖）人造皮肤：用壳质膜制成的人造皮肤柔软、舒适，与剖伤的贴眼性良好，且有抑痛、止血的功能。伤的贴眼性良好，且有抑痛、止血的功能。（3）止血剂：经过壳聚糖溶液浸渍过的涤纶人工血管，植入）止血剂：经过壳聚糖溶液浸渍过的涤纶人工血管，植入人体后，很快就会形成凝血层。人体后，很快就会形成凝血层。（4）制备分离膜和高性能纤维：壳聚糖是制作人工肾的渗析）制备分离膜和高性能纤维：壳聚糖是制作人工肾的渗析膜和人工肝脏的良好材料。膜和人工肝脏的良好材料。（5）药品的助剂、胶囊剂和缓释剂：无毒，且易于溶解可用）药品的助剂、胶囊剂和缓释剂：无毒，且易于溶解可用于药剂的压片助剂和胶囊剂。于药剂的压片助剂和胶囊剂。u医用敷料医用敷料 甲壳素和壳聚糖纤维制成的医用敷料有非织造布、纱布、甲壳素和壳聚糖纤维制成的医用敷料有非织造布、纱布、绷带、止血棉等，主要用于治疗伤、烫伤病人。作用：绷带、止血棉等，主要用于治疗伤、烫伤病人。作用：（1 1）给病人凉爽之敷感以减轻其伤口疼痛）给病人凉爽之敷感以减轻其伤口疼痛（2 2）具有极好的氧通透性以防止伤口缺氧；）具有极好的氧通透性以防止伤口缺氧；（3 3）吸收水分并通过体内酶自然降解而不需要另外去除；）吸收水分并通过体内酶自然降解而不需要另外去除；（4 4）降解产生可加速伤口愈合的）降解产生可加速伤口愈合的N-N-乙酰葡萄糖胺，大大提高乙酰葡萄糖胺，大大提高了伤口愈合速度。了伤口愈合速度。u提高吞噬细胞系统的功能提高吞噬细胞系统的功能 巨噬细胞表面存在着细菌多糖的受体，而壳聚糖作为巨噬细胞表面存在着细菌多糖的受体，而壳聚糖作为细菌多糖的类似物，能刺激巨噬细胞活化，产生如下反应：细菌多糖的类似物，能刺激巨噬细胞活化，产生如下反应：促进其吞噬能力，增强抗原呈现能力，并增强其在其它免促进其吞噬能力，增强抗原呈现能力，并增强其在其它免疫应答中协同效应，从而实现机体对疫应答中协同效应，从而实现机体对T T细胞、细胞、NKNK细胞和细胞和B B细细胞的调节，介导机体的细胞免疫应答和体液免疫应答，显胞的调节，介导机体的细胞免疫应答和体液免疫应答，显示抗癌作用。示抗癌作用。u抑制癌细胞转移抑制癌细胞转移 癌细胞转移一般经过血管，在血管内皮细胞表面有一癌细胞转移一般经过血管，在血管内皮细胞表面有一种接著因子，癌细胞和接著因子附着结合才能进入血管，种接著因子，癌细胞和接著因子附着结合才能进入血管，再和血液接著因子结合而移动，然后与其它部位接著因子再和血液接著因子结合而移动，然后与其它部位接著因子结合、粘附形成癌栓成为转移灶。壳聚糖具血管细胞表面结合、粘附形成癌栓成为转移灶。壳聚糖具血管细胞表面接着因子耐着特点，可封锁细胞对血管壁细胞的附着及移接着因子耐着特点，可封锁细胞对血管壁细胞的附着及移动，而达到抑制或延缓癌细胞转移的效果。动，而达到抑制或延缓癌细胞转移的效果。u减轻放化疗对患者的损害减轻放化疗对患者的损害 癌癌症症病病人人化化疗疗时时，烷烷化化剂剂是是很很强强的的细细胞胞毒毒素素物物质质，壳壳聚聚糖糖能能吸吸附附这这些些物物质质形形成成复复合合物物而而排排出出体体外外。放放疗疗时时，放放射射线线对对癌癌细细胞胞、正正常常细细胞胞均均有有杀杀伤伤作作用用，壳壳聚聚糖糖能能保保护护正正常细胞恢复。常细胞恢复。壳壳聚聚糖糖在在癌癌症症的的治治疗疗中中还还可可用用于于增增强强抗抗肿肿瘤瘤药药物物作作用用。将将小小分分子子抗抗肿肿瘤瘤药药载载接接到到高高分分子子载载体体壳壳聚聚糖糖上上，通通过过水水解解或或酶酶解解药药物物与与载载体体骨骨架架间间有有化化学学键键，使使之之断断裂裂，释释放放出出药药物，具有缓释、长效、低毒等优良特性。物，具有缓释、长效、低毒等优良特性。u降血脂作用降血脂作用 高血脂症表现为血清总胆固醇和血清甘油三脂含量升高血脂症表现为血清总胆固醇和血清甘油三脂含量升高，同时高密度脂蛋白含量降低。食物中脂类的消化除胰高，同时高密度脂蛋白含量降低。食物中脂类的消化除胰脂肪酶外，还需要胆汁酸盐做乳化剂。壳聚糖能够降血脂脂肪酶外，还需要胆汁酸盐做乳化剂。壳聚糖能够降血脂的原因与其正电性有关的原因与其正电性有关u降血压作用降血压作用 原发性高血压的治疗原则是限制食盐的摄取。实验证原发性高血压的治疗原则是限制食盐的摄取。实验证实，血压升高仅和食盐中的氯离子有关，而和钠离子无关。实，血压升高仅和食盐中的氯离子有关，而和钠离子无关。食盐中氯离子能使血管紧张素转换酶活化，该酶催化血管食盐中氯离子能使血管紧张素转换酶活化，该酶催化血管紧张素紧张素转变为血管紧张素转变为血管紧张素，血管紧张素，血管紧张素促进醛因酮促进醛因酮分泌使体内潴留钠和水，血容量增加血压升高。带正电荷分泌使体内潴留钠和水，血容量增加血压升高。带正电荷的壳聚糖与氯离子相吸引，而排泄于粪便中，体内缺少氯的壳聚糖与氯离子相吸引，而排泄于粪便中，体内缺少氯离子，转换酶无活性，血管紧张素离子，转换酶无活性，血管紧张素减少，血压下降。减少，血压下降。u吸附体内有害物质吸附体内有害物质 随着科技的进步，也带来很多公害，其中重金属公害随着科技的进步，也带来很多公害，其中重金属公害最为突出。壳聚糖为含大量氨基阳离子的高分子物质，具最为突出。壳聚糖为含大量氨基阳离子的高分子物质，具有很强膨润、络合、吸附能力，能吸附、结合体内毒素、有很强膨润、络合、吸附能力，能吸附、结合体内毒素、化学色素，其分子结构中氨基的邻位羟基具有螯合重金属、化学色素，其分子结构中氨基的邻位羟基具有螯合重金属、放射性核素的能力，使之排出体外。放射性核素的能力，使之排出体外。u作为人体肠道的微生态调节剂作为人体肠道的微生态调节剂 低聚壳聚糖是一种双歧因子，能选择性地刺激肠道内低聚壳聚糖是一种双歧因子，能选择性地刺激肠道内的有益菌生长繁殖或增强其代谢功能，从而提高肠内有益的有益菌生长繁殖或增强其代谢功能，从而提高肠内有益于健康的优势菌群的构成和数量，同时可抑制肠内有毒、于健康的优势菌群的构成和数量，同时可抑制肠内有毒、有害菌的生长繁殖和腐败物质的生成，起到增强宿主机体有害菌的生长繁殖和腐败物质的生成，起到增强宿主机体健康的作用，并且低聚壳聚糖本身无毒副作用。健康的作用，并且低聚壳聚糖本身无毒副作用。u活化能杀死癌细胞的淋巴细胞活化能杀死癌细胞的淋巴细胞 人机体内有大量的淋巴细胞（如人机体内有大量的淋巴细胞（如NKNK细胞、细胞、LAKLAK细胞），它细胞），它能分解正常细胞和癌细胞。淋巴细胞杀死癌细胞的作用，能分解正常细胞和癌细胞。淋巴细胞杀死癌细胞的作用，在在pH=7.4pH=7.4左右最为活泼。但在癌细胞内及周围，由于癌细左右最为活泼。但在癌细胞内及周围，由于癌细胞中的糖酵解作用的关键性酶胞中的糖酵解作用的关键性酶-二糖激酶、磷酸果糖激二糖激酶、磷酸果糖激酶的活性很高，会产生较多的酸，使得酶的活性很高，会产生较多的酸，使得pHpH值偏向酸性，淋值偏向酸性，淋巴细胞功能迟钝，免疫功能下降。因此在癌细胞周围的酸巴细胞功能迟钝，免疫功能下降。因此在癌细胞周围的酸性环境下具有杀伤肿瘤的淋巴细胞受到抑制。壳聚糖与胆性环境下具有杀伤肿瘤的淋巴细胞受到抑制。壳聚糖与胆汁结合使人体内汁结合使人体内pHpH值偏于碱性，创造了淋巴细胞攻击癌细值偏于碱性，创造了淋巴细胞攻击癌细胞的环境。胞的环境。七、七、在在纺织纺织行业行业的的应用应用 壳壳聚糖是线形高分子，具有成纤性，可纺成丝。由于壳聚聚糖是线形高分子，具有成纤性，可纺成丝。由于壳聚糖具有生物相容性且无抗原性、可生物降解性以及广谱抗菌、糖具有生物相容性且无抗原性、可生物降解性以及广谱抗菌、防腐性、止血和促进伤口愈合等特殊防腐性、止血和促进伤口愈合等特殊功能功能。具有具有很多天然性能，如吸湿透气性、生物活性、吸附性、很多天然性能，如吸湿透气性、生物活性、吸附性、抗菌性、粘合性等，人们利用这些优良的性能来改善棉、毛、抗菌性、粘合性等，人们利用这些优良的性能来改善棉、毛、丝、麻等织物的染色、防皱、防缩、抗菌等性能。丝、麻等织物的染色、防皱、防缩、抗菌等性能。u抗菌纤维和织物抗菌纤维和织物 壳聚糖的吸水能力很强，是纤维素的两倍数以上，而且经壳聚糖的吸水能力很强，是纤维素的两倍数以上，而且经多次洗涤也不会减弱；壳聚糖具有微细的小孔结构，有毛多次洗涤也不会减弱；壳聚糖具有微细的小孔结构，有毛细管作用，吸收的汗液可以迅速散发出去，使细菌不易附细管作用，吸收的汗液可以迅速散发出去，使细菌不易附着并滋生，从而增强了它的抗菌作用。着并滋生，从而增强了它的抗菌作用。织物上浆剂织物上浆剂 壳壳聚糖不溶于水或碱性溶液聚糖不溶于水或碱性溶液,在酸性溶液中膨化为在酸性溶液中膨化为粘稠粘稠性液体性液体,带有正电荷，可以提高阴离子染料上染速率和固色率带有正电荷，可以提高阴离子染料上染速率和固色率，可用作织物的上浆剂，对日晒牢度及水洗牢度有所改善。，可用作织物的上浆剂，对日晒牢度及水洗牢度有所改善。用壳聚糖用壳聚糖的乙酸溶液处理坯布的乙酸溶液处理坯布,壳聚糖与纤维有极好的亲壳聚糖与纤维有极好的亲和力和力,它渗入纤维内部它渗入纤维内部,经干燥后经干燥后,形成形成一层一层不溶于水的保护不溶于水的保护膜膜,能使坯布具有亚麻制品类的挺括外观能使坯布具有亚麻制品类的挺括外观,从而提高织物服用从而提高织物服用坚牢度。用此坚牢度。用此溶液溶液浆丝浆丝,丝的强力可提高丝的强力可提高20%20%25%,25%,且滑爽且滑爽硬挺硬挺,纺织时不易断头、起毛。纺织时不易断头、起毛。u织物整理剂织物整理剂 传统传统的的N-N-羟甲基类织物整理剂羟甲基类织物整理剂,多数是甲醛的母体多数是甲醛的母体,容容易在加工和服装制造期间释放出甲醛易在加工和服装制造期间释放出甲醛。由于。由于甲醛是一种严重的甲醛是一种严重的呼吸刺激物呼吸刺激物,对人体和生态环境十分有害对人体和生态环境十分有害,因此因此,研究和开发研究和开发低甲醛、低甲醛、无甲醛无甲醛的织物整理剂是当前纺织品整理的热点。的织物整理剂是当前纺织品整理的热点。以以壳聚糖为主要成分的织物整理剂壳聚糖为主要成分的织物整理剂,是近期国内是近期国内研究研究开发开发的新产品的新产品,多用于深色织物的整理多用于深色织物的整理,使织物耐水洗、耐摩擦使织物耐水洗、耐摩擦,提高织物的坚牢度提高织物的坚牢度,减少减少折皱折皱率率,并使织物滑爽光洁并使织物滑爽光洁,具有挺具有挺括的外观括的外观,且耐氯性能好且耐氯性能好,对织物的强力无影响。对织物的强力无影响。u抗静电整理剂抗静电整理剂 壳聚糖还可以用来作为织物的抗静电整理剂壳聚糖还可以用来作为织物的抗静电整理剂,日本学者曾日本学者曾经利用壳聚糖对聚酯纤维进行改性加工经利用壳聚糖对聚酯纤维进行改性加工,可将聚酯织物上可将聚酯织物上的电压抑制至的电压抑制至16V,16V,达到了显著的抗静电效果达到了显著的抗静电效果u防皱整理剂防皱整理剂 壳聚糖具有较好的吸附性和相容性，壳聚糖的羟基和部分壳聚糖具有较好的吸附性和相容性，壳聚糖的羟基和部分氨基与纤维的羟基形成众多的分子间氢键，能起防皱效果，氨基与纤维的羟基形成众多的分子间氢键，能起防皱效果，制作特殊用途的布料。制作特殊用途的布料。u印染助剂印染助剂1 1）粘合剂与糊料）粘合剂与糊料 壳聚糖同淀粉、纤维素一样壳聚糖同淀粉、纤维素一样,可作为天然印花糊料。壳聚可作为天然印花糊料。壳聚糖在酸性溶液中膨化为粘稠性溶液糖在酸性溶液中膨化为粘稠性溶液,与酸性染料、直接染料与酸性染料、直接染料有很好的相容性。有很好的相容性。壳聚糖溶液的浓度与粘度之间呈直线关系。如对其高浓度壳聚糖溶液的浓度与粘度之间呈直线关系。如对其高浓度时的流动特性、粘稠性、上染性、轮廓鲜明性、脱糊性等时的流动特性、粘稠性、上染性、轮廓鲜明性、脱糊性等性能做进一步的研究性能做进一步的研究,将有可能开发出以壳聚糖为主要成将有可能开发出以壳聚糖为主要成分的新型印花用糊料。分的新型印花用糊料。2 2）染色助剂）染色助剂 当前染色常用的固色剂中当前染色常用的固色剂中,存在或会释放一定量的游离甲存在或会释放一定量的游离甲醛醛,对人体与环境产生毒害对人体与环境产生毒害,而且有些固色剂的固色牢度也不而且有些固色剂的固色牢度也不够理想够理想,开发一种无甲醛型、多功能、高效固色剂是众多印染开发一种无甲醛型、多功能、高效固色剂是众多印染工作者所渴求的。工作者所渴求的。壳聚糖分子中含有大量的壳聚糖分子中含有大量的NH2 NH2 与与OH,OH,与纤维的亲和性与纤维的亲和性能好能好,可以溶入到纤维内部可以溶入到纤维内部,与纤维活性基团与纤维活性基团OH OH 与与NH2 NH2 以以氢键或共价键结合。又由于壳聚糖是含氮的阳离子型聚合物氢键或共价键结合。又由于壳聚糖是含氮的阳离子型聚合物,除阳离子型染料外除阳离子型染料外,几乎可与各类染料产生不溶性的沉淀。因几乎可与各类染料产生不溶性的沉淀。因此此,壳聚糖被认为是阴离子型染料的理想固色剂。壳聚糖被认为是阴离子型染料的理想固色剂。3 3）处理印染废水）处理印染废水 纺织工业会产生大量的废水纺织工业会产生大量的废水,通常含有盐类、有机表面活通常含有盐类、有机表面活性剂和染料性剂和染料,造成环境污染造成环境污染,对人体健康产生危害。壳聚糖因对人体健康产生危害。壳聚糖因其独特的分子结构其独特的分子结构,对许多类型的染料具有极高的亲和力对许多类型的染料具有极高的亲和力,如如分散性、酸性、还原、硫化和纳夫妥染料分散性、酸性、还原、硫化和纳夫妥染料,但对碱性染料具有但对碱性染料具有较低的亲和力较低的亲和力,而壳聚糖的某些衍生物而壳聚糖的某些衍生物,可吸引碱性染料。同可吸引碱性染料。同时时,由于壳聚糖是一种天然高分子螯合剂由于壳聚糖是一种天然高分子螯合剂,因此它既可以凝集因此它既可以凝集废水中的染料废水中的染料,又可捕集铜、铬、锌等重金属离子。又可捕集铜、铬、锌等重金属离子。请各位老师批评指正！请各位老师批评指正！