浅谈壳聚糖应用研究进展

黄嘉雯

摘要：壳聚糖是一种来源丰富且环境友好的可再生资源，在众多领域均具有重要价值。本文对壳聚糖及其衍生物在医药、食品、纺织、化妆品工业、废水处理方面的应用进行了综述，为相关研究提供参考。

关键词：壳聚糖;壳聚糖衍生物;应用;研究进展

壳聚糖是甲壳素脱乙酰作用生成的天然有机高分子化合物，其化学名称为（1-4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，是自然界中唯一的天然碱性多糖[1]。壳聚糖因具有优良的生物相容性、生物降解性、吸附性和抗菌性等特点，被广泛应用于生物工程、医药、化工、食品、环保等领域，并展现出广阔的应用前景。因此，本文综述了近几年壳聚糖的研究应用进展，希望为其快速发展提供理论支持。

1.壳聚糖的制备

壳聚糖可由虾壳、蟹壳等来源的甲壳质，在碱性条件下加热一定时间使其脱乙酰基制备。因原料与制备方法的差异，壳聚糖的分子量可从数十万至数百万不等，壳聚糖的物理化学特性和相关功用与其分子量有很大相关性[2]。高分子量壳聚糖的分子量一般在几十万左右，主要通过在较低浓度的NaOH溶液中，在較低的反应温度下，延长反应时间等操作来制备。除一般壳聚糖具有的可生物降解、不易二次污染等优点，高聚糖还具有良好的絮凝性，在环保、食品、造纸等领域应用广泛。低分子量壳聚糖具有保湿性、免疫调节、功能性甜味剂、抗菌防腐等独特生理功能，可通过酶解法、酸水解法、物理法等传统方法制备，但传统方法具有原料来源有限、制备成本较高、用途受限等缺点。目前，通过高分子量壳聚糖解聚制备低分子量壳聚糖的方法，因经济、快速、粒径可控性等优势被广泛应用[3]。

2.壳聚糖的应用

2.1 壳聚糖在医药领域的应用

壳聚糖及其衍生物作为天然生物材料，其正电荷与红细胞表面的负电荷可产生静电吸附作用，会加快血液凝固，具有生物相容度高、安全性好等特点，已在世界范围内被广泛应用于外科封闭剂和止血剂制造[1]。另外，很多研究发现壳聚糖及其衍生物具有显著的抗肿瘤活性，如羧甲基壳聚糖可通过直接作用杀伤肿瘤细胞并增强免疫、硫酸壳聚糖可能通过调节机体免疫作用而发挥抗肿瘤效应等。另一方面，壳聚糖及其衍生物作为一种广谱抗菌剂，可通过结合表面成膜、螯合生长物质和渗透入侵菌体这三种主要的作用方式，来抑制微生物生长，与普通种类抑菌剂相比，具有较高的抑菌性和杀灭率，还具有广谱和无毒等优点。

2.2 壳聚糖在食品领域的应用

壳聚糖因具有良好的抑菌性、成膜性，及因网状分子结构而具有的保水性等特点，被广泛应用于食品领域。研究表明，壳聚糖可通过有效抑制腐败菌的生长繁殖、减缓脂质氧化、延缓蛋白质降解速率、抑制酶活性，同时，壳聚糖因具有良好的保水性，可有效维持食品质构、风味等感官特性，可有效延长果蔬、肉类、水产品等货架期，发挥生物保鲜作用。另外，壳聚糖因具有良好的成膜性和相容性，可与天然淀粉、抗氧化剂、增塑剂甘油等成分混合制备复合膜，这不仅拓宽了壳聚糖膜在天然食品活性包装方面的应用范围，还减少了塑料包装的环境危害，具有广阔的应用前景。

2.3 壳聚糖在纺织工业的应用

壳聚糖因具有良好的抗菌性、成纤性、吸湿性与反应活性等理化性质，在无损织物结构的同时，对人体也无毒副作用，可有效提高天然织物的上染率和固色率，增强纺织品抗菌性能，在天然织物的阻燃整理、抗紫外整理、抗静电整理、防毡缩整理等功能整理中广泛应用。

2.4 壳聚糖在化妆品工业的应用

壳聚糖及其衍生物是生产发型定型剂、保湿润湿剂、洗发护发剂、香皂等产品的原材料，还是玻尿酸的合成原料之一，其本身具有改善皮肤粗糙、保湿抗皱等功效，可抑制酪氨酶和黑色素的生成而发挥美白功效，是日用化妆品行业的重要原材料。

2.5 壳聚糖在废水处理方面的应用

壳聚糖具有良好的吸附性能，同时因其制备方法简单、可大规模使用、无毒副产物、成本低廉、生物可降解、抗菌无毒等优点，被广泛应用于废水处理中。但也存在酸性溶液中稳定些较差、吸附效率低、机械性能较低等缺点，因此制备壳聚糖衍生物或对其进行改性，如壳聚糖及其衍生物制备或改性的膜吸附剂，可显著提升其吸附性能和物化性质等，这对于推进壳聚糖在废水处理的深入应用具有重大意义。

3.结语

综上所述，壳聚糖及其衍生物作为一种无毒、无污染、生物可降解的天然绿色原料，因具有广谱抑菌性、成膜性、保水性、成纤性、吸附性等独特优点，被广泛应用于医药、食品、纺织、化妆品、废水处理等领域，是国内外学者的研究热点，壳聚糖的环保和生态友好性也使其应用研究具有广阔前景与意义。因此，建议政府制定相关优惠政策，组成“产学研”项目合作体系，鼓励壳聚糖应用研究的产业化推进，以使壳聚糖产生更大的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]吴湛霞，潘江球，蔡鹰，et al.近年壳聚糖在医药上的应用研究进展[J].山东化工，2016，45 （2）：55-56.

[2]张立英.壳聚糖的制备方法及研究进展[J].山东工业技术，2018 （2）.

[3]胡荣康，吴林秀，陈明军，et al.不同分子量壳聚糖的制备及其应用研究进展[J].食品工业科技，2017 （15）：330-334+340.