甲壳素及其衍生物的应用

、 末 甲壳素及其衍生物的应用 型 科海医疗生鞠工程登司 一 、 甲壳素及其衍生物性能与用途 1．甲壳素及其衍生物 早在 1811年，法国人 Henri Braeonnot就 已经从菌类中提取到一种类似纤维的物质 ，它 大量地存在于贝类动物的甲壳中，故俗称甲壳 素(Chitin)。中文俗称壳蛋白、甲壳素、几丁质． 甲壳素是许多低等 动物，特别是节肢动物，如 虾、蟹和昆虫等外壳的重要组份，同时也存在于 低等动物如菌、藻类的细胞中，分布十分广泛． 自然界每年生物合成的甲壳素估计有十亿吨之 多，远远超过了舞=基多糖，是一种仅次纤维素的 第二大再生资源． 甲壳素的化学名称为(1．4)一2一乙酰胺一 2一脱氧一B—D一葡聚糖，是 N一乙酰基一D一 葡胺糖通过 B一(1．4)甙键联接的直链状多糖。 甲壳素的分子量很大，最高可达 100万以 上 。 甲壳素经浓碱处理后，水解脱去乙酰基后 形成具有一定应用价值的壳聚糖，又称甲壳胺． 它具有耐碱 ，耐热，耐腐蚀，不风化 ，不潮解不为 虫蛀的特点。 壳聚糖经化学修饰后 ，生成性能更优翅的 壳聚糖衍生物，克服了壳聚糖仅溶于酸，易降 解，在中性、碱性有机溶剂中易沉淀的缺点，大 大拓展了甲壳素的应用镁域，是目前研究与开 发的热点． 2．甲壳素简要性能 (1)良好的生物薰溶性 由于它是一种高分子聚合多糖，在动物体 内不存在异源过敏反应I (2)无毒、安全I (3)良好的威丝，威膜性能； (4)生物可降解； (5)生物功能性能I (6)化学结柯可修饰性。 目前，国际上，特别是 日本、美国、欧洲等正 在投入巨资开发甲壳素系列产品，甲壳素衍生 物已广泛应用于化工、农业、食品、医药、化妆 品、纺织品、环境保护等行业，逐渐形威了独立 的新领域t并向高科技产品方向跨进． 3．甲壳素及衍生物的用途 (1)永处理絮凝剂 壳聚糖较早应用于污承处理，带正电荷的 壳聚糖与带负电荷的高聚物反应得到高分子电 解质复合物而沉淀．其脱水事较之传统方法要 高 得 多，传统 方 法产 生 的荐 泥 沉 淀物 仅 含 D．5 --3．5，‘的固体。面采用壳囊糖处理后，污 泥固体物含量可达 25—35，‘．国外使用壳囊糖 处理食品加工厂废水，同时可回收蛋白作为饲 来与散沫花混合生成黑色．春黄菊属植物中的 染料 ，芹菜萃取物(d，5，7一三羟基黄酮)可以染 成黄色头发。 未来 ： 男甩染发剂方面已有很多进展，使用时问 缩短到 5分钟。所有产品均可获得需要的颜色。 如前所叙，男同志染发主要目的是掩盖或混合 其灰白发。他们不想让人看出是使用了染发剂， · 38 · 因此，需要天然染料的效果． 根有趣的是，使用染发剂经常有另一个作 用，使头发显得多面又有形的外】匣．这是因为使 用过氧化物碱溶液所引起的膨胀效果．由于头 发稀琉常是男性关心的问题，也许这一镁域将 会被探索并开发． 彭喜萍译 严 ＼j／ 维普资讯 http://www.cqvip.com 料使用。目前 日本约 70 的 甲壳素(约 i000 号)用在污水处理上。 (2)医药工业上的应用 根据甲壳素及其衍生物在医药工业上应用 目的不同，可分成如下几类： a：卫生材料 利用甲壳素，壳聚糖及其衍生物易纺丝成 膜，抑菌消炎，皮肤附着性能好，体内可降解的 特点，可制成不同用途的卫生材料，如免拆手术 线，人造皮肤，伤口表面疆盖片，组织替代物，半 透膜等。 b：药物增效与缓释作用 由于甲壳素及其衍生物可溶解和包埋其它 溶剂中难溶解的药物，对药物无影响，并能缓释 药物，从而大大提高了药物的生物利用率。目前 主要有膜制剂及缓释胶囊生产。 c：医疗药物 用壳聚糖和 甲壳素的寡聚体可治疗高血脂 高胆固醇等疾病，此外，MAGYVARY JJ研究 出了治疗新生儿黄疸症的口服药物。用甲壳素 衍生物制备的口香搪，牙膏可防止 口腔糜烂和 治疗牙周炎，此外还具有增强人体免疫力和抗 衰老作用。 d 保健作用 作为低热量食品添加剂和减肥食品 (3)化妆品上应用 a：护发产品 壳聚糖及其衍生物可用作洗发香渡 ，头发 调理剂的成份，因其有粘稠性 ，成膜性和保水 性，防潮、防尘等特点。用壳聚糖配制的定型发 胶摩丝对头发无化学刺激 ，国外的化妆品行业 已大量采用甲壳素，如西德的 WELLA公司及 日本的姿生堂等公司。 b 护肤用品 利用溶于水的壳聚糖衍生物生产化妆品最 早的是 Iehimaru Furuko~u公 司，由于甲壳素 衍生物与人体皮肤 中存在的透明质酸相似 ，对 皮肤具有怠好的调理性能，是以化工产品为主 生产的传统化妆品所无法比拟的。目前，日本姿 生堂及美国、欧洲等数十家公司已大量利用壳 聚糖衍生物生产高档化妆品，其中，日本每年约 i00吨甲壳素衍生物用在化妆品工业上 。 (4)化学工业絮凝剂 作为含重金属离子废水的吸掰i剂，螯合剂， 澄清助剂 ，色谱材料用吸附剂，放射性废水去污 荆 丝绸 。针织品防皱 防缩牯台剂等 此外 ，纤 维，人造板、纸张的胶着剂，加入甲壳素的纸张 具有高强度，许多国家的货币纸已加入甲壳素。 (5，其它应用 甲壳素及其衍生物还可应用在感光材料， 催化剂载体，饲料 、涂料 、卷烟等领域 =、国内外发展动态 近年来，从 甲壳素制取壳聚糖及其衍生物 (Chitosan derivatives)的研究和应用越来越广 泛和深入。美国、日本、欧洲等国家不仅在理论 研究上墩了许多工作，而且用甲壳素及其衍生 物生产出了许多高技木的商品。如免拆手术线、 人造皮肤、抗癌药物、博士伦镜片、化妆品等等。 目前 甲壳素衍生物主要应用在如下三个 方面 ： 絮凝荆：用在污水处理及贵重金属回收上； 医药工业} 化妆品行业。 世界上近 80家公司和科研机掏对甲壳素 在医学、生物技术 、药物 、化妆品、食品和饲料、 胶卷、印染等方面进行着更广泛的研究。 我国自50年代以来 ，在甲壳亲研究方面也 做了不少工作，主要表现在对高粘度甲壳素提 取的工艺探讨，甲壳素分子结构，物理化学性能 的研究方面，在应用方面，甲壳素在印染、污水 处理上也做了些尝试，但应用量非常少，且技术 不成熟。目前，广东、山东、浙江、江苏及辽宁沿 海 已建立了 甲壳素工厂，预计今年 出 口可达 100吨以上，价格以 35OO一7000美元／吨 总体来说，我国的甲壳素研究相当于国外 60年代水平，在甲壳素精加工，生产高技术商 品方面更是空白。目前，外商在国内收购甲壳素 产品价格很低。但经过精加工后，其价值至少是 原料价格的几十至上百倍 出售谦价原料，无 ·39’ 维普资讯 http://www.cqvip.com 范牢 也他品 花粉在化妆品中的应用 套羔 (甘肃省轻工化科研所 730000) 花粉是营养价值很高的天然物质 ，内含丰 富的蛋白质氨基酸，维生紊，酶及徽量元素。世 在我国，对花粉的研究尚不完善，而将花粉作为 化妆品原料，在我国有待深层次开发。 以芘粉为原料制造化妆品，和那些以各种 化学原料配伍而成的化妆品相 比，有无可比拟 的优点。花粉中蛋白蛋的含量达 20 ～36 ，还 有一些徽量元 紊如 K，Mg，Cu，Ca等 ，更重要 的，它含有大量的维他命 B ，B：，B a，B ，Blz，A， c，E(如表一) 维他命对肌肤的作用 ，我们是知道的： 当人体缺少维他命 B．时，容易使肌肤发 黄 ，水份新陈代谢不良，而且易引起皮肤过敏。 当缺乏维他命 B。时，则易产生头皮 屑，青 春痘 ，嘴唇粗糙。 ＆ 维他命 A不足时，则皮肤干燥角质化，为皮 肤粗糙和生疮的原因，角质层变厚，皮脂腺和汗 腺阻塞，妨碍废物捧泄，容易产生脓疮。 当维他命E缺少时，皮肤易老化。维他命E 有扩展末梢血管的作用，与维他命 A合用 ，改善 血液循环，促进皮肤营养和氧的供给。 而在各类花粉中，有些对人体有着特有的 作用：如英国山查、野玫瑰、养麦的花粉对扩展 毛细血管，促进血液流通有着重要作用；而百里 香、欧洲七叶树，英国山楂，欧洲粟的花粉能够 促进动脉血液循环；欧洲七叶树的花粉能够促 进静脉血液循环等等。 以上是对花粉 中所含营 养物质的简单分 析。 疑是宝贵的甲壳紊资源的极大浪费 自 5O年代以来，我国在甲壳素应用方面进 展甚微的一十重要原因是 ；国内在 甲壳紊衍生 物研究方面一直没有取得突破，产品仅停留在 酸溶的壳聚糖粗制品阶段。而壳聚糖在应用方 面存在如下局限性； a；只溶于酸，在PH 6．0时产生沉淀。 b；在酸溶液中贮存，会发生会解，粘度降 低 。 c；弱极性、非极性介质中产生沉淀，基于上 述缺点，甲壳素应用受到了极大限制。 甲壳寨的研究开发是一门综合性的科学， 只有投入巨大的人力、物力，井协同各领域的专 家协作攻关，才能在应用领域上获得成功。科海 公司集中力量，开发并生产出了碱溶或水溶或 有机溶剂溶解的系列甲壳紊衍生物，为大规模 应用甲壳寨开辟了额天地。 · 40· KH一28CD是一种很神奇的生物高分子 材料，它安全无毒 }能溶于水 ，不受 PH影响，能 溶于丙酮，酒精等有机溶剂中}具 有优良的生物 兼容性。在化妆品及医药方面上的应用，KH一 28CD具有许多的优越性。KH一28C与目前美 国市场上出售的一种 DEw (露水)牌号的水 溶性 甲壳素的结构和性能相同。经应用表明： KH一28CD作高档香波添加剂，可以改善香波 的调理性，戚膜性能。提高产品档次，从性能及 分子结构来翔断，无疑我们在制造性能优良的 甲壳紊衍生物方面利用国内原料，以低廉的价 格生产出高铛产品． KH一28CD具有在皮肤表面成膜透气的 特点，使其在膏霜，化妆水类化妆品中也获得广 泛应用；它的缓释作用，用在香水中具有使香水 留香持久的特点。 维普资讯 http://www.cqvip.com