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甲壳素的应用

2018-04-02

甲壳素在食品工业中的应用

1.食品

1)抗微生物活性:甲壳素对细菌、真菌具有较强的抑制作用,可作为一种有效的天然抗菌剂应用于食品领域。

2)抗氧化性:分子链中羟基和氨基的强还原性赋予了壳聚糖天然抗氧化活性,将其添加到食品中可与储藏过程中产生的过氧化氢、自由基等反应,起到清除自由基的作用。

3)功能性益生元:壳低聚糖不易被肠道酶所消化,在结肠中通过选择性刺激促进有益菌的繁殖,抑制有害菌的生长,从而调节肠道生态平衡,增强人体细胞免疫和体液免疫。

4)增强钙的吸收:动物实验发现壳寡糖具有增强人体和动物钙吸收的功能。壳寡糖作为食品补充剂成分,可有效调节体内矿物质平衡。

2。饮料

(1)澄清剂:将壳聚糖配置成壳聚糖醋酸溶液,发现其具有优良的絮凝效果,可作为饮料特别是果汁的澄清剂。壳聚糖比膨润土、明胶具有更好的澄清效果,且对果汁的营养特性没有影响,同时还能增强其感官品质。

(2)稳定剂:壳聚糖对酚类化合物如多酚、肉桂酸、黄酮和原花青素等具有很好的吸附性,可作为白葡萄酒的稳定剂,与传统吸附剂相比,壳聚糖对总多酚和羟基肉桂酸的吸附作用更佳。壳聚糖可有效去除饮用水中低浓度的Pb2+、

(3)络合剂:壳聚糖及其衍生物分子中存在大量羟基和氨基,通过螯合作用可吸附酒类中重金属和有机污染物等,因此可作为络合剂应用于酒类后处理中。

(4)饮用水净化:壳聚糖可有效去除饮用水中低浓度的Pb2+Cu2+Cd2+,这是由于壳聚糖分子中的氨基于金属离子形成配位共价键鳌合金属离子,因此壳聚糖及其衍生物可以作为水净化剂。

(5)酸度调节剂:壳聚糖带有能与蛋白质作用的正电荷,可与果汁中的酸类反应生成盐。脱酸程度取决于壳聚糖的浓度、来源以及饮料中酸含量。

(6)抗菌剂:一般认为壳聚糖-醋酸溶液的有效抑菌浓度范围为0.1%到0.4%,而最佳抑菌浓度为0.2%到0.4%,在此范围内可使食品饮料的货架期延长2到3倍。

3.功能性性食品

(1)抗高血压活性:壳聚糖作为一种天然生物活性物质,具有ACE抑制活性,且对人体没有毒副作用,因此是一种极具开发潜力的抗高压辅助药物。

(2)抗糖尿病活性、降胆固醇作用:壳聚糖通过促进胰岛素分泌而具有降血糖效果。

(3)免疫刺激性和抗肿瘤作用:低分子量壳聚糖和壳寡糖能增强自然杀伤细胞的活性,因此可作为免疫调节剂增强机体的肿瘤免疫效应机制,从而增强机体的防御功能,抑制肿瘤生长。

(4)抗氧化活性:壳聚糖的抗氧化活性来源于其强给氢能力,活性氧化物可以同羟基和氨基中的活性氢原子反应形成稳定的大分子自由基。

(5)甲壳素及其衍生物的抗炎症作用:甲壳素及其衍生物可以抑制促炎介质和MMPs的表达与活性,从而预防或治疗与慢性炎症相关的一系列疾病。

甲壳素在生物医用材料中的应用

1. 药物缓控释载体材料

可以调控药物释放速率,维持稳定有效的治疗作用,减少药物刺激和给药次数,降低药物毒性;促进药物吸收,提高药物稳定性,掩盖药物的不良口味。

2。 医用敷料

是目前创面处理最常用和最佳选择之一,它能对伤口进行保护,防止伤口感染和脱水,促进伤口愈合。

3. 止血和抗凝血作用

甲壳素及其衍生物的凝血效果与自身的物理性状与化学性质有关,同时还具有促进伤口愈合、抗菌等性能,在开发快速止血材料方面有着独特的优势。

4。 组织工程材料

壳聚糖具有良好的生物相容性、可降解性,抗菌性、止血阵痛性,同时还能选择性促进真皮细胞生长的独特生物活性,另外壳聚糖材料对温度相对稳定,不会因体内温度而发生改变或缩水现象,因此在组织工程应用中显示出巨大优势。

5. 生物传感器

壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、成膜性、力学性能、无毒、资源丰富等优点,因此在基质固定化方面是最有潜力的生物活性物质。

甲壳素再农业上的应用

1。 植物生长调节剂

目前已开发出相应的生物农药和糖链植物疫苗生物农用制剂。这些生物多糖通过刺激植物的免疫系统来调节植物自身免疫力,实现促进植物生长、发育、繁殖,提高植物防病、抗病、抗逆性等。

2. 种衣剂

甲壳素、壳聚糖具有很好的成膜性,是一种理想的种衣剂材料。

3. 抗寒剂与土壤改良剂

壳聚糖及其衍生物壳寡糖可以提高可溶性蛋白和可溶性糖等抗寒性物质的含量,降低膜脂过氧化水平和膜透性的增加程度。

4。 植物病害抑制剂

壳聚糖不仅能抑制多种植物病原微生物的生长,还可以诱导植物产生广谱抗性、增强植物的自身防御能力,促进农作物产量提高,改善品质。

5。 果蔬保鲜剂

以壳聚糖及其衍生物为主体的水溶液或乳浊液,在果蔬表面喷涂或浸泡,可降低果蔬的蒸腾作用,减少果蔬的失重率,使果蔬保持良好的质地。

6. 饲料添加剂

寡糖产品可提高动物免疫力,减少饲料中抗生素用量,调节肠道微生物菌群,减少病原菌,促进营养物质消化吸收,促进生长。

甲壳素再其他方面的应用

1。 药妆品

羧甲基壳聚糖具有良好的水溶性,可在很宽的PH值范围内溶解,应用范围广泛,可作为保湿剂应用于化妆品中。

2。 纺织品染色与后处理应用

壳聚糖的独特性质,如生物可降解性、无毒、抗菌活性和聚阳离子性质使它适合应用于纺织品中。

3。 造纸工业的应用

壳聚糖的分子结构和性能与纤维素非常相似,通过氢键、静电作用等,两者紧密黏合或吸附成膜,因此壳聚糖类是一种性能优良的造纸助剂。

4. 环境保护中的应用

壳聚糖及其衍生物的独特性质,如生物可降解性、无毒、抗菌活性和聚阳离子性质使它适合于环境污染的治理。


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