1、甲壳素和壳聚糖甲壳素和壳聚糖及其衍生物的应用及其衍生物的应用药用高分子材料药用高分子材料甲壳素甲壳素(chitin) 又名几丁质又名几丁质, 是自然界中含是自然界中含量仅次于纤维素的一种多糖量仅次于纤维素的一种多糖, 同时同时,也是地球也是地球上数量最大的含氮有机化合物。其在自然界上数量最大的含氮有机化合物。其在自然界中主要存在于节肢动物中主要存在于节肢动物(主要是甲壳纲如虾、主要是甲壳纲如虾、蟹等蟹等, 含甲壳素高达含甲壳素高达58 %85%) 、软体动物、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真菌等中菌等中, 另外在动物的关节、蹄、足的坚硬部另
2、外在动物的关节、蹄、足的坚硬部分分, 肌肉与骨结合处肌肉与骨结合处, 以及低等植物中均发现以及低等植物中均发现有甲壳素的存在。有甲壳素的存在。壳聚糖壳聚糖是甲壳素脱去大部分乙酰基后的是甲壳素脱去大部分乙酰基后的产物产物, 是甲壳素最为重要的衍生物。近年来是甲壳素最为重要的衍生物。近年来,国内外相关的研究日趋活跃国内外相关的研究日趋活跃, 甲壳素和壳聚甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖类、蛋白质、脂糖已被现代科学称之为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素。第六生命要素。甲壳素和壳聚糖经过改性之后生成的甲壳素和壳聚糖经过改性之
3、后生成的改性高分子具有无毒改性高分子具有无毒, 可完全被生物降解、可完全被生物降解、在自然界形成良性循环等诸多优点在自然界形成良性循环等诸多优点, 显示了显示了良好的应用前景。良好的应用前景。抗菌防腐剂抗菌防腐剂抗氧化剂抗氧化剂 被膜剂被膜剂稳定和凝固剂稳定和凝固剂增稠剂增稠剂乳化剂乳化剂甜味剂甜味剂抗菌防腐剂抗菌防腐剂壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性。壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性。由于壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上由于壳聚糖分子的正电荷和细菌细胞膜上负电荷的相互作用负电荷的相互作用, 使细胞内的蛋白酶和其使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏他成分泄漏, 从而达到抗菌、杀菌作用从而达到抗菌、杀
4、菌作用抗氧化剂抗氧化剂肉类食品中由于含有高含量的不饱肉类食品中由于含有高含量的不饱和脂类化合物易被氧化而使肉类食品腐和脂类化合物易被氧化而使肉类食品腐败变质败变质,从而缩短肉制品的贮存寿命和从而缩短肉制品的贮存寿命和破坏肉制品的风味。相关人员研究了用破坏肉制品的风味。相关人员研究了用壳聚糖处理的牛肉的氧化稳定性效果。壳聚糖处理的牛肉的氧化稳定性效果。结果发现结果发现, 加入加入1 %的壳聚糖的壳聚糖, 在在4 下下贮藏贮藏3d ,牛肉中的硫化巴比土酸减少牛肉中的硫化巴比土酸减少70 %。 据报道据报道NO2羧甲基壳聚糖羧甲基壳聚糖(NOOC)及及其乳酸盐其乳酸盐, 吡咯烷羧酸盐对抑制熟肉的吡咯
5、烷羧酸盐对抑制熟肉的氧化非常有效氧化非常有效, 冷藏冷藏9d 后的熟肉风味几后的熟肉风味几乎不变。这种抑制氧化作用是与肉中自乎不变。这种抑制氧化作用是与肉中自由铁离子和壳聚糖有关的。当肉在热处由铁离子和壳聚糖有关的。当肉在热处理过程中理过程中, 自由铁离子便从肉的血红蛋自由铁离子便从肉的血红蛋白中释放出来白中释放出来, 并与壳聚糖螯合形成螯并与壳聚糖螯合形成螯合物合物, 从而抑制铁离子的催化活性从而抑制铁离子的催化活性被膜剂被膜剂食用膜生态友好且可生物降解食用膜生态友好且可生物降解, 用于延用于延长货架期长货架期, 提高新鲜、冷冻、制造食品的提高新鲜、冷冻、制造食品的质量。这些外层膜可提供辅助
6、的甚至是质量。这些外层膜可提供辅助的甚至是必需的方法来抑制食品的生理、形态和必需的方法来抑制食品的生理、形态和物化变化。高密度聚乙烯膜物化变化。高密度聚乙烯膜(一种常见保一种常见保护食品的包装材料护食品的包装材料) , 易使食品发酵易使食品发酵, 且由且由于储藏温度波动而导致水分凝聚于储藏温度波动而导致水分凝聚,这些都这些都促使霉菌生长促使霉菌生长。用包装膜来延长货架期所涉及的机理有用包装膜来延长货架期所涉及的机理有: 抑制食品与周围环境的水分传递抑制食品与周围环境的水分传递, 抗微生抗微生物物质、抗氧化剂等的控制释放物物质、抗氧化剂等的控制释放, 降低氧降低氧分压从而降低新陈代谢率分压从而降
7、低新陈代谢率,控制呼吸率控制呼吸率, 对对有些物质如脂肪、油脂的高不渗透性有些物质如脂肪、油脂的高不渗透性, 温温度控制度控制, 食品结构的加强食品结构的加强, 以及以微胶囊形以及以微胶囊形成包裹风味成分和发酵剂。成包裹风味成分和发酵剂。用交联剂用交联剂(如戊二醛、二价金属离子如戊二醛、二价金属离子,聚电解质聚电解质, 甚至阴离子多糖甚至阴离子多糖) 都可以制备较都可以制备较硬的壳聚糖膜。含有抗微生物剂的壳聚糖硬的壳聚糖膜。含有抗微生物剂的壳聚糖和壳聚糖迭层膜和壳聚糖迭层膜, 提供了一种活性包装提供了一种活性包装, 从从膜中释放的防腐剂沉淀于食品表面膜中释放的防腐剂沉淀于食品表面, 抑制抑制微
8、生物生长。壳聚糖膜的防腐性减少了分微生物生长。壳聚糖膜的防腐性减少了分子间的静电作用并有助于分子内氢键的形子间的静电作用并有助于分子内氢键的形成。由甲基纤维素、壳聚糖和防腐剂制得成。由甲基纤维素、壳聚糖和防腐剂制得的包装膜具有抗微生物活性的功效。的包装膜具有抗微生物活性的功效。4稳定和凝固剂稳定和凝固剂将壳聚糖或它的有机酸水溶液用作将壳聚糖或它的有机酸水溶液用作蛋黄酱、调味酱、奶油或人造黄油的稳蛋黄酱、调味酱、奶油或人造黄油的稳定剂定剂, 使这些食品具有较好的味道和较使这些食品具有较好的味道和较高的稳定性。高的稳定性。增稠剂增稠剂用不溶或低溶解性的多糖粉末提用不溶或低溶解性的多糖粉末提高凝胶状
9、食品的硬度和弹性，例如以高凝胶状食品的硬度和弹性，例如以甲壳素改进以鸡蛋清制得的食品凝胶。甲壳素改进以鸡蛋清制得的食品凝胶。乳化剂乳化剂将微晶甲壳素用作冰淇淋乳化剂将微晶甲壳素用作冰淇淋乳化剂, 微微晶甲壳素制备方法如下晶甲壳素制备方法如下: 小片状甲小片状甲壳素与壳素与50 %浓硫酸以浓硫酸以1 1015 的比例的比例放入烧杯放入烧杯, 搅拌数小时搅拌数小时, 滤液稀释数倍滤液稀释数倍, 用用NaOH 中和中和, 室温静置室温静置, 离心过滤离心过滤, 水洗沉水洗沉淀物呈中性淀物呈中性, 干燥后粉碎得微晶甲壳素。干燥后粉碎得微晶甲壳素。7 甜味剂甜味剂低聚糖是近几年兴起的新的功低聚糖是近几年
10、兴起的新的功能性甜味剂。甲壳素能性甜味剂。甲壳素/ 壳聚糖的低壳聚糖的低聚糖不仅有非常爽口的甜味聚糖不仅有非常爽口的甜味, 而且而且与其它低聚糖类似与其它低聚糖类似, 具有以下功能具有以下功能: 能促进肠道有益菌的增殖能促进肠道有益菌的增殖, 改善肠改善肠道微生态环境道微生态环境; 热量比蔗糖低许多热量比蔗糖低许多, 有明显的防发胖效果有明显的防发胖效果; 在消化道中在消化道中不被吸收不被吸收, 几乎全部进入肠道几乎全部进入肠道, 也不也不增加血中胰岛素水平增加血中胰岛素水平,是一种是一种“无无糖糖”之糖。之糖。资料整理：宋小燕张娟资料整理：宋小燕张娟制作：张夏萍黄希希制作：张夏萍黄希希修改：朱海峰薛文修改：朱海峰薛文演讲：袁卡丽演讲：袁卡丽
