弹性纳米甲壳素凝胶材料的可控制备文献综述

 2022-02-07 22:17:39

全文总字数：6732字

2 文献综述

2.1 几丁质简介

几丁质又名甲壳质、甲壳素等，广泛存在于低等动物特别是节肢动物（如昆虫、甲壳动物等）的外壳及低等植物、菌、藻类的细胞壁中，是一种天然的生物高分子，属线性多糖类，是含氨基的均态多糖，结构与纤维素极为相似。[3]淡米黄色至白色，溶于浓盐酸、磷酸、硫酸、乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。甲壳质的脱乙酰基衍生物壳聚糖不溶于水，可溶于部分稀酸。几丁质是一种丰富的天然资源，是一种可再生的能源及工业原材料。它在自然界的产量仅次于纤维素。据估计自然界每年生物合成的甲壳素达成100亿t，远远超过其他氨基多糖，是地球上最丰富的有机物之一，亦是未被充分利用的天然资源之一。由于几丁质来源丰富、用途广泛，因此几丁质及其衍生物的开发应用受到世界各国的高度重视。近年来被欧美学术界誉为继蛋白质、脂肪、糖类、维生素、无机盐之后的“第六生命要素”，越来越受到广泛关注。以海洋虾蟹的壳为基础原料，经过脱钙、脱乙酰基反应，运用生物技术可制成几丁质系列产品如甲壳质、壳聚糖、壳寡糖等。 甲壳质分子量达到100万以上，其吸附能力强、难于溶解、很难被人体吸收，适用于工业和环保。壳聚糖分子量在10万左右，溶于酸和体液，可被人体吸收，可作为食品添加剂以及保健品的原料等。壳寡糖分子量低于5000可直接被人体吸收、速度快、效果明显。

2.2 几丁质的性质

几丁质分子结构是由D- N - 乙酰氨基葡萄糖通过重复的beta;( 1, 4) 糖苷键聚合而形成为直链形的大分子。几丁质分子排列也成微纤维形式，长链可以通过一根链的氨基与临近长链上羰基基团之间形成氢键而聚合。其构象与纤维素的构象相似。用x- 射线衍射晶体分析研究发现，几丁质微纤维为晶体结构。近年来的研究发现，几丁质分子中的氨基并非全部被置换成N - 乙酰氨基基团，而是分子中还存在一些游离的- NH3 基团,，几丁质正是通过这种呈碱性的氨基基团与适当的离子基团结合成络合物或共价复合物。几丁质不溶于水， 可以说几丁质在绝大部分溶剂中处于难溶状态。据目前所知， 几丁质仅能溶解于少数溶剂中, 如六氟异丙醇、六氟丙酮水化物、吡咯烷酮的氯化锂溶液、一些氯醇和浓酸等。

3 几丁质及其衍生物的应用

3.1在医学上的应用

几丁质具有很好的人体组织相容性和生物可降解性, 利用这一特性, 可将它作为手术缝线, 可被人体组织直接吸收, 病人手术后不用拆线, 伤口愈合效果好于羊肠衣线。几丁质的各种衍生物如几丁聚糖, 几丁聚糖醋酸盐和谷氨酸盐等, 可用来作为伤口覆盖剂, 可促进伤口的肉芽生长, 减少细菌感染, 并减少频繁换药带来的痛苦。由于几丁质具良好的透气性, 可广泛用于烧伤, 烫伤和溃疡等大面积伤口的覆盖。一种新的几丁质衍生物—葡聚糖N-乙酰葡糖胺的交联体, 可用作皮肤替代物, 比普通的几丁质的治疗效果更好。几丁聚糖制成的敷料同传统的敷料相比, 含水量较少, 用于眼科手术, 可降低副作用。几丁质的衍生物还可促进神经细胞的生长, 用于桥接周围神经缺损。

3.2在农业上的应用

甲壳素及其衍生物可提高植物的免疫能力，增强抗倒、抗低温等抗逆能力。壳聚糖可用作种子处理剂和叶面喷肥，激发种子发芽、提高植物抗逆、抗病能力、促进生长提高产量，在许多作物上应用，取得良好成效。利用壳聚糖的抗菌能力和改善土壤的能 力!制成杀菌剂和土壤改良剂。用甲壳素合成抑制剂类杀虫剂，具有特异性杀虫机制，通过抑制昆虫体壁甲壳素的合成阻止昆虫蜕皮，致使昆虫死亡，此类药剂在昆虫间有较强的选择性，对天敌等较安全，能有效保护环境和维持生态平衡。甲壳素可用作化肥缓释剂，提高化 肥利用率。甲壳素及其衍生物可作为饲料添加剂，增强畜禽免疫力，提高畜禽生产性能。

3.3在食品工业中的应用

在食品工业中, 几丁质及其衍生物主要作为食品添加剂, 保鲜剂和包装材料等。如可在食品中添加制成减肥食品, 降血压食品, 心血管保健食品和口腔保健食品等。由于几丁质具有阳离子性质, 在人体消化管内可吸附带负电的脂肪, 使其不被人体吸收, 因此, 可作为减肥食品。现代医学认为, 过多的摄入钠离子是引起高血压的原因之一, 降血压食品中添加的几丁质可吸附氯离子, 从而减少对钠的吸收, 降低和平稳血压。用几丁质制成的保健食品, 还具有一定的抗衰老和抗自由基氧化的效果, 增强人体的新陈代谢能力, 并调节人体酸碱平衡, 增强人体免疫力。几丁质具有一定的抗霉菌性质, 对革兰氏阳性细菌也有一定的抑制效果, 将几丁聚糖溶解于稀酸中后, 可在食品表面形成保护膜, 作为食品保鲜剂。

3.4在轻纺工业中的应用

壳聚糖可作为织物的永久整理剂，使织物耐用水洗，耐用磨擦，具有固色和增强作用，提高织物的坚牢度，减少缩率，并使织物具有滑爽光洁和挺括的外观和手感。甲壳素特别是壳聚糖经有机酸或磺酸处理形成的衍生物不仅具有良好的增粘保湿性，加工柔软性和成膜性，而且对皮肤无毒、无刺激性，因而被广泛用来配制香波、润肤剂、固发液摩丝、洗发水及口腔卫生剂等。

3.5在废水处理中的应用

几丁质在环境保护方面具有广泛的运用前景，几丁聚糖及其甲酰化衍生物对染料具有很强的吸附作用，可用来处理印染工业废水，几丁质的吸附作用也可用来除去水中的重金属，如从海水中吸附镉和铅，从淡水蟹壳中提取的几丁质可有效的清除水中的六价铬。用几丁质的各种衍生物进行吸附实验发现，它们对水中的一些重金属离子如银、锌、铅、铜、镍和铁等均具良好的吸附和富集效果。几丁质对重金属的吸附作用还可用来清除放射性元素，如几丁质对铀有很强的吸附能力，可用来处理被铀污染的地下水。[4]

4 几丁质纳米纤维

4.1概述

几丁质分子形成分子链，这些几丁质分子链相互紧密连接今儿组合成高度结晶的几丁质微纤。这些微纤被蛋白质所包裹进一步形成几丁质-蛋白质复合纳米纤维，这些复合纳米纤维包裹缠绕形成几丁质纳米纤维。

4.2 几丁质纳米纤维的制备

通常几丁质纳米纤维的制备包括两个步骤：原料的纯化和纳米纤维的制备。原料的纯化是指从原料中提取几丁质，主要来源是虾蟹壳等，对其进行脱蛋白、脱钙质以及脂类和色素脱除。为了提高几丁质纳米纤维的得率，制备方法通常采用机械处理法、酸水解法、离子液处理法、TEMPO氧化等。

4.2.1机械处理法

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章