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发布时间:2018-12-14 15:36 类别:几丁质

  中文名称:甲壳素

  布局消息:甲壳素布局式

  甲壳素物理化学性质

  外观性状白色无定形通明物质,含氮约9%,无味无臭。

  壳聚糖(Chitosan),也称几丁聚糖,学名为-1,4-聚-葡萄糖胺,由阿拉斯加深海雪蟹经脱钙、脱卵白、 脱色、脱乙酰等工艺加工而成,有人体第六生命要素之佳誉。

  甲壳素产物用处

  用处一 作保鲜剂和增稠剂。

  用处二 在食物工业中是一种天然、无毒的保鲜剂、絮凝剂,且可吸附水中镉、汞、铜等重金属离子

  用处三 用作工业废水和城市污水处置剂、沉淀剂

  用处四 增稠剂、不变剂,胶凝剂、粘结剂。也用于酸性物质防霉,在概况能构成通明的半渗入膜。用于腌成品、焙烤成品、面包、含油食物等。

  用处五 次要使用于食物、医药、农业种子、日用化工、工业废水处置等行业。壳寡糖具有提高免疫、活化细胞、防止癌症、降血脂、降血压、抗衰老,调理机体情况等感化,可用于医药、保健、食物范畴。在环保范畴壳聚糖可用于污水处置,卵白收受接管,水净化等。功能材料范畴,壳聚糖可用于膜材料、载体、吸附剂、纤维、医用材料等。轻纺范畴,壳聚糖可用于织物拾掇、保健内衣、造纸助剂等。农业范畴可使用于饲料添加、种子处置、土壤改良、生果保鲜等。在烟草范畴,壳聚糖是机能优良的烟草薄片胶,并且具有改善口感,燃烧无毒无异味等特点。

  甲壳素使用范畴

  在食物工业中是一种天然、无毒的保鲜剂、絮凝剂,且可吸附水中镉、汞、铜等重金属离子

  凡是所说甲壳素次要指壳聚糖,它又称壳多糖、脱乙酰甲壳素、脱酰甲壳素、可溶性几丁质、可溶性甲壳素。无定形固体,比旋光度[]D113~+10。几乎不溶于水,但溶于甲酸、乙酸、苯甲酸和环烷酸等无机酸以及稀无机酸。工业品为白色或灰白色的半通明片状固体,略带珍珠光泽。无味、无毒、易降解,是少有的天然阳离子聚电解质。用强碱水解或酶解脱去甲壳素糖基上的乙酰基获得的多糖。能溶于低酸度水溶液,有优良的生物相容性,无抗原性,不溶于人体液体。以普遍地具有于天然界中的低等动、动物,如节肢动物(虾、蟹)外壳中的甲壳素为原料,经加碱、加热进行脱乙酰化反映而得。

  壳聚糖在医药方面使用很广,次要有:①杀灭寄生虫和抑止细菌活性;②制造医用纤维和膜,如手术缝合线、医用纤维纸和膜、人工肾膜、人工皮肤等;③用作药物载体,如缓释膜、缓释凝胶;④抗肿瘤;⑤作凝血剂和抗凝血剂;⑥作眼科材料,如接触镜片、隐形眼镜;⑦降脂和降胆固醇; ⑧解酸和抗溃疡。

  本品对人体无毒,又不会对情况发生二次污染,因而,在水处置、食物、医药和农业中有普遍的用处。在水处置中,次要用作聚电解质混凝剂、污泥脱水助剂和清水剂。在食物加工中,作为絮凝剂在澄清果汁成品时,可促使固液分手,从混浊的果汁中除去果酸和悬浮固体颗粒,添加通明度,提高产物的质量和档次。在医药工业中,壳聚糖用作抗菌剂、抗凝血剂、抗病毒剂、抗癌剂、止血剂和渗析膜等。在农业中,用作饲料添加剂、动物病原体抗菌剂和动物种子概况盖覆剂等。

  甲壳素 (Chitin),别名几丁质、甲壳质或壳多糖等,是天然界第二大丰硕的生物聚合物,分布十分普遍,是很多低等动物出格是节肢动物如虾、蟹、虫豸等外壳的主要成分,也具有于低等动物如菌藻类和真菌的细胞壁中,据估量每年的生物合成量跨越10亿吨,是一种庞大的可再生资本。甲壳素的布局与纤维素比拟,分子中除具有羟基外,还含有乙酰氨基和氨基功能基团,可供布局润色的基团多。甲壳素脱去乙酰基后的产品为壳聚糖(Chitosan)。甲壳素和壳聚糖及由此改性后的衍生物具有比纤维素及其衍生物愈加丰硕的功能性质,除在食物工业中有很多用处外,在医药、化工、生物、农业、纺织、印染、造纸、环保等浩繁范畴中均具有极其主要的用处。

  甲壳素是2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖经 (14)糖苷键毗连的聚合物脱除乙酰基后的多糖化合物2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖的 (14) 聚合物,即壳聚糖。图2-7示出甲壳素、壳聚糖和纤维素的化学布局,这三者之间的布局类似。因为现存的手艺尚不克不及将甲壳素完全脱去乙酰基变成100%的壳聚糖,也很难将两者完全分分开,故现有壳聚糖商品凡是是甲壳素与壳聚糖的夹杂物,但要求壳聚糖含量在60%以上。不外作为功能性食物基料的壳聚糖要求壳聚糖含量在85%以上。

  甲壳素不溶于一般的酸碱,化学性质很是不变,这是限制其持久得不到开辟的主要缘由。经脱乙酰基后的壳聚糖,呈白色至淡黄色的粉末,虽也不溶于水、碱溶液和无机溶剂中,但可溶于稀酸溶液中,包罗无机稀酸 (盐酸、硝酸等) 和无机稀酸 (醋酸、乳酸、甲酸、抗坏血酸、苹果酸等) 中。在柠檬酸、酒石酸等多价无机酸的水溶液中,则是在加热高温时消融,在温度下降后则呈凝胶状

  壳聚糖 - 简介壳聚糖

  壳聚糖是甲壳质经脱乙酰反映后的产物,脱乙酰基程度(D.D)决定了大分子链上胺基(NH2)含量的几多,并且D.D添加,因为胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增加,聚电解质电荷密度添加,其成果必将导致其布局,性质和机能上的变化,至今壳聚糖稀溶液性质方面的研究都忽略了D.D值对方程的影响。

  壳聚糖是以甲壳质为原料,再经提炼而成,不溶于水,能溶于稀酸,能被人体接收。壳聚糖是甲壳质的一级衍生物。其化学布局为带阳离子的高分子碱性多糖聚合物,并具有奇特的理化机能和生物活化功能。

  近年来国表里的报导次要集中在吸拥护絮凝方面。也有报道表白,壳聚糖是一种很好的污泥调度剂,将其用于活性污泥法废水处置,有助于构成优良的活性污泥菌胶团,并能提高处置效率。但研究其对活性污泥中微生物活性的影响以及其强化生物感化的机理,国表里均未见有报导。

  在甲壳素分子中,因其表里氢键的彼此感化,构成了有序的大分子布局.消融机能很差,这限制了它在很多方面的使用,

  而甲壳素经脱乙酰化处置的产品一壳聚糖,却因为其分子布局中大量游离氨的具有,消融机能大大改变,具有一些奇特的物化性质及心理功能,在农业、医药、食物、化妆品、环保诸方面具有广漠的使用前景。

  壳聚糖 - 其布局与理化性质壳聚糖

  壳聚糖是甲壳素脱乙酸后的产品,化学名称为-(1,4)-2脱氧一D一葡萄糖,其分子布局与纤维素类似,呈直链状,极性强,易结晶,可按照分子主链的陈列体例将其分为-、-两种:-分子主链以反平行体例陈列,分子间氢键感化强;-分子则相反。

  壳聚糖呈白色或淡黄色半通明状固体,略有珍珠光泽,在酸性前提下,分子中氨基与质子连系使本身带正电荷,因而壳聚糖是天然多糖中少见的带正电荷的高分子物质。此外壳聚糖化学不变性优良,但吸湿性较强,遇水易分化;无毒无害,具有优秀的生物相容性,可被溶菌酶等消融,可生物降解,其代谢产品无毒,且能被生物体完全接收。

  VANDUM等人曾研究了分歧离子强度对壳聚糖在稀溶液中的分子尺寸和粘度的影响。成果认为离子强度分歧会改变无规线团的膨胀度进而改变分子尺寸和特征粘度,通过对分歧D.D壳聚糖进行MARK-HOUWINK方程常数的测定,成果表白K,A值随D.D值的变化。从而由MARK-HOUWINK方程常数K,A有纪律地依赖于壳聚糖的脱乙酰度而变化,并且在不异分子量时,跟着脱乙酰度的添加,壳聚糖在稀溶液平分子尺寸,特征粘度和扩张因子等添加,而特征比和空间位阻因子跟着脱乙酰度的添加而削减。从而在合用范畴内的肆意一个壳聚糖样品通过比力简单的特征粘度丈量,即可计较其平均分子量,从而可堆集一些根本数据用于进一步的研究工作。

  因为壳聚糖和甲壳质具有高化学反映活性而且易于被一些化学试剂润色,因而这方面的研究工作进行的较多,也取得了可喜的功效。从而通过各类方式对壳聚糖进行了性质改良,国外通过冰冻氢氧化钠-十二烷基硫酸钠系统的简单步调制备成功了烷基-CHITIN纤维.烷基化发生了各类分歧链长和体容度的烷基卤素化合物,对水或甲酸的亲合性的添加,这种亲合性的添加是因为部门分子晶体布局粉碎而发生的,核磁共振的研究表白C6位置上的羟基优于C3位置被代替。

  同时也制备了烷基-CHITIN纤维和薄膜.这种亲合性质的改善,在当前的壳聚糖使用中有优良的价值。别的还制备出了壳聚糖多孔小珠,对重金属有螯合感化,也能够用于生物材料的固定化反映。通过碘化卤化制备了壳聚糖移植共聚物。卤化与碘化的方式次要进行壳聚糖功能集团的革新,此中碘化前提暖和,并能够发生各类反映的前体。该反映易于发生在C6位值上,别的用于制备阳离子移植共聚物。其反映前提在室暖和紫外光308NM处进行。对壳聚糖各类功能集团的革新还包罗制备羟基壳聚糖。

  壳聚糖 - 其制备方式壳聚糖

  制备壳聚糖的次要原料来历于水产加工场烧毁的虾壳和蟹壳,其次要成分有碳酸钙、卵白质和甲壳素(20%摆布)。由虾蟹壳制备壳聚糖的过程现实上就是脱钙、去卵白质、脱色和脱乙酸的过程。目前国表里制备壳聚糖的方式包罗酸碱法、酶法、氧化降解法及机械加工法。酸碱法是操纵稀盐酸将难溶的碳酸钙转化为可溶性的氯化钙而随溶液分出,再用稀碱将卵白质溶出,再颠末脱色及水洗、干燥等过程即可获得甲壳素,然后通过脱乙酸化反映,可使甲壳素脱去分子中的乙酸基,改变为壳聚糖。酶法例是操纵乙二胺脱钙、用酶去卵白质的过程。机械加工法例是操纵精选的虾蟹壳颠末干燥、压碎、研磨、分选、精筛等过程。此中最常用的方式是酸碱法,但此法仍具有很多问题,如酸碱性过强、降解速度慢、降解产品聚合度低、产品纯化难、出产成本高档。

  酸碱法制备壳聚糖的具体步调如下:①原料预处置:起首将虾壳、蟹壳的肉质、污物等杂质去除,用水洗净,然后干燥;②酸浸:去除原猜中无机盐。将预处置后的虾、蟹壳置于5%稀盐酸中室温下浸泡2h,然后过滤、水洗至中性;③消化:去除原猜中卵白质和脂肪。将酸浸后的虾、蟹壳置于10%的氢氧化钠溶液中煮沸2h,然后过滤、水洗至中性、干燥后即得甲壳素;④脱色:有3种方式,包罗日晒脱色,连结微酸潮湿前提下,在阳光紫外线感化下用空气中的氧气进行漂白;采用高锰酸钾、亚硫酸氢钠等进行氯化脱色;也可采用无机溶剂如丙酮抽提除去色泽⑤脱乙酰基:甲壳素脱乙酰基。将甲壳素置于45%-50%氢氧化钠溶液中在100-110℃水解4h,然后过滤、水洗至中性、干燥获得壳聚糖。

  甲壳素是雷同纤维素的生物聚合物,是很多低等动物,出格是节肢类动物(如虫豸、甲壳类动物等)外壳的次要成分,次要以无机盐(次要是碳酸钙)及卵白质连系形式具有。但此中尤以虾蟹壳中的含量最高,别离在虾壳中约含20%~25%,在蟹壳中含17%~18%。将虾或蟹壳在常温下用稀盐酸脱钙,再用热的稀碱除去卵白质,剩下的不溶物就是甲壳素。将甲壳素用浓碱加热处置,脱去乙酰基就获得壳聚糖。由虾、蟹壳制取甲壳素、壳聚糖的简要流程如下:

  将虾、蟹壳洗净干燥后,以5%稀盐酸于室温浸泡2h,除去原猜中的碳酸钙,然后过滤水洗至中性,再置于10%的NaOH溶液中煮沸2h脱卵白,过滤水洗至中性,干燥即得甲壳素。尔后置于45%~50%NaOH溶液中,在100~100水解4h或用40%NaOH溶液,于(841)℃的烘箱中保温17h,然后过滤,水洗至中性,干燥即得壳聚糖。为加速脱乙酰反映,可进行间断性水洗。

  壳聚糖的次要质量目标是粘度及胺基含量,在制备壳聚糖过程中,用稀盐酸分化虾蟹壳无机盐的同时,壳聚糖的主链也会发生分歧程度的水解感化,因而在分化无机盐的过程中盐酸的浓度、处置时间及温度对壳聚糖成品的粘度、胺基含量均有影响。壳聚糖的粘度凡是跟着盐酸浓度的添加、反映时间的耽误而降低。因而为了获得较高粘度及胺基含量的壳聚糖成品,凡是节制盐酸浓度为5%~10%,温度节制在25℃摆布,尽量缩短反映时间。甲壳素脱乙酰基反映凡是在100~180℃、40%~60%的氢氧化钠溶液中进行。试验认为,当氢氧化钠浓度低于30%时,无论反映温度多高、反映时间多长,乙酰基脱除率也只在50%摆布。而当氢氧化钠浓度必然时,脱乙酰化反映速度跟着温度的升高而加速,例如当氢氧化钠浓度为50%时,反映温度为140℃,20min乙酰基脱除率在85%摆布,而在25℃时则需24h摆布。甲壳素在热浓碱感化下,次要反映是乙酰胺水解脱除乙酰基,同时也发生主链的水解降解副反映,因而必需严酷节制反映时间。[3]

  壳聚糖 - 次要功能壳聚糖

  1、免疫活性

  壳聚糖对免疫系统有多方面的调理感化。如可通过激活补系统统,介导补体的系列生物学效应,加强机体非特同性免疫系统功能。同时能排泄多种免疫因子,调理细胞免疫与体液免疫,从而加强机体抗传染能力。巨噬细胞的概况具有着细菌多糖的受体,而壳聚糖作为细菌多糖的雷同物,能刺激巨噬细胞活化,从而推进其吞噬能力,提高其排泄的水解酶活性。它还能激活T细胞和B细胞,加强其在免疫应对中的协同效应、介导机体的细胞免疫应对和体液免疫应对。

  壳聚糖参与免疫系统免疫球卵白(IgM)的生成,它刺激在不含血清介质中培育的人杂种瘤细胞HB4C5,与淋巴细胞内IgM的发生;但对IgG、IgA没有影响。ICR/JCL鼠长时间饲喂甲壳素能添加其在脾与骨髓中免疫细胞的数量。

  脱乙酰70%壳聚糖可以或许推进轮回抗体发生,诱导迟发超敏性。壳聚糖能提高T细胞活性,推进NK细胞活性,诱导细胞毒素巨噬细胞活性,加强宿主对大肠杆菌传染的抵当力,抑止肿瘤细胞发展。壳聚糖能通度日化巨噬细胞推进特异细胞因子CSF(Colonyy-stimulatingfactor)与干扰素的生成给尝试小鼠腹腔打针及灌喂壳聚糖,成果表白对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能、精氨酸酶活性及酸性磷酸酶活性均有较着的推进感化。巨噬细胞排泄的精氨酸酶与酸性磷酸酶均与杀死细菌和肿瘤的功能相关。因此,壳聚糖对动物机体非特同性免疫及特同性免疫均有分歧程度的推进感化,是一种优良的免疫推进剂。

  2、抑菌活性

  壳聚糖与其他多糖一样,在其复杂的空间布局中含有高活性的功能基团,表示出类抗生素的特征,可以或许抑止多种细菌的发展与活性。大量的尝试表白,壳聚糖对大肠杆菌有抑止结果。研究发觉,在pH值为5.5,浓度达0.5%和1%,颠末两天暗藏期能够使其完全失活。分歧脱乙酸度的壳聚糖具有分歧的抑菌浓度,脱乙酸度越高其抑菌结果越好。在pH值为7时,壳聚糖不再具有抗菌结果。这是因为木带电荷的氨基酸残基比例的添加及与其更低的可溶性所致。

  壳聚糖的抗菌活性还依赖于它的分子量与细菌类型。在浓度为0.1%时,壳聚糖凡是对革兰氏阳性菌表示更强的抗菌活性。按照分歧细菌类型与壳聚糖分子量的阐发,壳聚糖的最低抑菌浓度在0.05%--l%之间。当分子量为746ku的壳聚糖与分子量为470ku的壳聚糖比拟时,分子量为746ku的壳聚糖对大肠杆菌与荧光假单胞杆菌具有更强的抑止结果。壳聚糖的抗菌结果与pH值呈反相关,pH值越低活性越高。

  3、抗肿瘤活性壳聚糖具有加强抗肿瘤药物感化,

  能推进白细胞介素2(IL一2)的生成,IL-2对NK、T和B细胞活性均有加强感化。壳聚糖是一种带正电荷的天然高分子生物聚合物,显示极强的心理活性。肿瘤细胞概况带有更高负电荷,聚阳离子电解质能吸附到癌细胞概况使电荷中和,抑止肿瘤细胞发展与转移。在酸性情况中能构成阳离子基团,与体细胞发生亲和性,活化体细胞,加强机体免疫力。壳聚糖具有断根体内自在基细胞毒素的能力,可作为晚期癌症的医治药物。

  4、对胆固醇代谢调理感化

  壳聚糖具有多聚物性质,粘滞度高,在上消化道不易被消化,吸水性高;而鄙人消化道吸水性低。还因为壳聚糖含有氨基,在体外试验的低pH值前提下通过离子键感化能与一系列阴离子如胆汁酸或游离脂肪酸连系。壳聚糖还可通过削减肠道脂质接收,从而降低血浆中胆固醇与甘油三酯的程度。

  壳聚糖当以跨越6个残基的低聚物形式饲喂给高胆固醇口粮雄鼠时,可以或许抑止其血浆胆固醇与甘油三酯程度上升。而当低聚物链长度低于5个残基时,没无效果。壳聚糖并不影响胆固醇内源性合成,添加壳聚糖降低血浆中胆固醇程度的活性只在饲喂含胆固醇口粮动物中发觉。在含1%胆固醇与0.2%胆汁酸的雄鼠口粮中添加壳聚糖能使其血浆及肝中胆固醇程度别离降低54%和64%。并能抑止血浆HDL一胆固醇削减、肝脏中胆固醇含量添加及由胆固醇口粮诱导的肝脏HMG-COA还原酶程度的降低。这些成果表白,壳聚糖在维持胆固醇动态均衡中阐扬了感化。

  把分歧粘度的壳聚糖饲喂给肉仔鸡时,可以或许降低血浆胆固醇程度并添加HDL一胆固醇含量,导致HDI/总胆固醇比例上升。补饲壳聚糖组与对照组比拟,能使肠道脂肪消化率降低26%。壳聚糖能粘合胆汁酸,阻遏肠、肝、胆汁酸轮回,抑止脂质乳化与接收卜川。因为肠道菌群的改变,盲肠中各类短链脂肪酸构成也会发生改变。

  壳聚糖 - 尝试研究由图1、可看出,投加分歧分子量的壳聚糖后,活性污泥对CODCr 、NH3-N 及BOD5的去除率均比空白样高约10%,此中以投加大分子量壳聚糖的污泥处置结果最好。

  一、尝试方式和材料

  1、尝试材料

  壳聚糖:本尝试室由浙江玉环县化工场购得甲壳素,再便宜成一系列脱乙酰度69%的壳聚糖,分子量别离为6.56万、22.30万、31.25万(按照Mark-Houmink方程:,用乌氏粘度计测定概况粘度后计较获得)。

  活性污泥:取自天山污水净化厂曝气池中的污泥,驯化两周。

  尝试水样:采用自配的模仿糊口污水,含有碳、氮、磷及多种微量元素。

  2、尝试方式

  本尝试采用模仿SBR法。在4套不异的安装平分别投加3种分歧分子量的壳聚糖,另一个不投加作空白来处置统一模仿糊口废水,进行平行对照尝试。按照壳聚糖调度污泥的最佳投量,一般为总固体含量的0.5%~1.5%。尝试运转中按照排泥排水量适量弥补壳聚糖。采用限制性曝气,每天运转4个周期,每个周期6h,此中进水时间0.75h,曝气反映时间3.75h,沉淀时间0.75h,排水闲置时间0.75h。尝试运转时各反映器内污泥浓度均连结在3~4g/L,pH连结在7.0摆布,消融氧连结在3~4mg/L。各生物反映器的无效容积为9L,进排水均为4L。

  由2可看出,投加分歧分子量的壳聚糖后,活性污泥对CODCr 、NH3-N 及BOD5的去除率均比空白样高约10%,此中以投加大分子量壳聚糖的污泥处置结果最好。

  二、成果与会商

  1、加分歧分子量的壳聚糖对废水中无机物(CODCr、NH3-N、BOD5)去除率的比力

  由图1、图2和表1可看出,投加分歧分子量的壳聚糖后,活性污泥对CODCr、NH3-N及BOD5的去除率均比空白样高约10%,此中以投加大分子量壳聚糖的污泥处置结果最好。因为尝试水样是采用自配的模仿糊口污水,可生化性较好,易降解,所以在不投加壳聚糖的环境下,也能达到较好的处置结果。但总的来说,壳聚糖的投加会在通俗活性污泥法的根本上改善出水水质。

  2、污泥活性的比力

  MLVSS/MLSS是一种最简单的表征污泥活性的方式,它是调查污泥夹杂液中挥发性组分与总固体的比值。测定MLVSS及MLSS,对比投加分歧分子量壳聚糖后污泥活性变化的环境,尝试成果见图3。

  由图3可看出,投加壳聚糖后活性污泥的无效成分均低于空白值,申明壳聚糖的投加对污泥活性不只没有推进感化,反而有必然的抑止感化。对比3种分歧分子量的壳聚糖,投加小分子量壳聚糖后污泥的无效成分略微低于投加大分子量和平分子量的壳聚糖。

  由图3可看出,投加壳聚糖后活性污泥的无效成分均低于空白值,申明壳聚糖的投加对污泥活性不只没有推进感化,反而有必然的抑止感化。对比3种分歧分子量的壳聚糖,投加小分子量壳聚糖后污泥的无效成分略微低于投加大分子量和平分子量的壳聚糖。

  (2)耗氧速度

  活性污泥微生物在代谢无机物时最显著的特征就是耗损水中的消融氧,因而通过微生物耗氧速度的大小能够间接反映酶活性的强弱,即反映污泥活性的强弱。在不异的前提下,取出各生物反映器中的污泥夹杂液,曝气至饱和后测定耗氧速度,成果见图4。

  图4中各回归曲线斜率的绝对值即为耗氧速度(mgO2/(Lmin))。从图中可看出,投加壳聚糖后,夹杂液的耗氧速度均小于空白样。这间接地反映出空白样微生物的酶活性要高于投加壳聚糖后微生物的酶活性。申明投加壳聚糖后会对污泥活性发生必然的抑止感化;对比3种分歧分子量壳聚糖可发觉,投加小分子量壳聚糖后耗氧速度最小,其微生物的酶活性最差,申明投加小分子量壳聚糖对污泥活性抑止最为较着。

  (3)脱氢酶活性

  废水生物处置的本色,是经微生物所发生的多种酶催化的生物氧化还原反映。在无机物的氧化过程中,脱氢酶则是氧化还原酶的一种,是微生物降解无机污染物获得能量的必需酶,它催化基质脱氢反映,并将脱下来的氢传送给受氢体,同时为细胞体供给能量,它参与从无机物到分子氧化的电子得失的整个过程,由活的生物体所发生。脱氢酶活性的大小不只影响该路子进行的程度,并且还间接暗示生物细胞对基质降解能力的强弱,因此成为废水生物处置中一项调查污泥活性的主要目标。采用2,3,5-三苯基氯化四氮唑(简称TTC)为受氢体测定各生物反映器内污泥的脱氢酶活性,尝试成果见图5。

  图4中各回归曲线斜率的绝对值即为耗氧速度(mgO2/(Lmin))。从图中可看出,投加壳聚糖后,夹杂液的耗氧速度均小于空白样。

  由图5能够看出,投加壳聚糖后污泥的脱氢酶活性较着比空白样的脱氢酶活性差。这是因为壳聚糖游离氨基的具有,它在稀酸溶液直达化成正铵盐,这种铵盐与微生物带负电荷的原生质接触而粉碎了它的细胞壁,从而杀灭细菌。上述尝试成果正申明了壳聚糖有抑菌感化,从而抑止污泥的脱氢酶活性;对于投加分歧分子量的壳聚糖,测得的脱氢酶活性不同不是十分较着。投加小分子量壳聚糖的脱氢酶活性略细小于大分子量和平分子量的壳聚糖。

  由图3、4、5可看出,壳聚糖跟着分子量的降低抑菌机能加强的纪律,这是由于分子量越小,其越容易进入细胞壁的空地布局内,与带负电荷的细胞质发生感化,侵扰细胞一般代谢,从而抑菌性越强。

  由图5能够看出,投加壳聚糖后污泥的脱氢酶活性较着比空白样的脱氢酶活性差。

  3、污泥絮凝沉降机能和污泥容积指数的比力

  (1)污泥絮凝沉降机能

  在不异的前提下,测定各生物反映器内污泥的絮凝沉降机能,尝试成果见图6。

  图6表白,投加壳聚糖后,污泥的沉降压实机能比空白样的好。其缘由次要是:(1)壳聚糖分子链上具有大量的游离氨基,能较好地中和污泥胶体颗粒的负电荷,使污泥颗粒堆积絮凝;(2)壳聚糖分子链上带有多种高活性的吸附基团,如羰基、氢氧根、氨基等,它们能通过范德华力、氢键力、配位键力等物理化学感化与污泥颗粒发生感化,加强其吸附絮凝能力,不易破裂;(3)壳聚糖能阐扬高分子链的架桥感化使污泥颗粒易于絮凝而沉淀。而在3种分歧分子量壳聚糖中,以投加大分子量壳聚糖的污泥沉降机能最好。由于小分子量壳聚糖因为分子链较短,其带有的吸附基团较少,所以絮凝感化没有大分子量的较着,污泥絮体布局不如大分子量的慎密。

  在4套安装不变运转形态下,持续不排泥,察看污泥容积指数,尝试测定成果见表2。

  图6表白,投加壳聚糖后,污泥的沉降压实机能比空白样的好。

  在不排泥期间,各生物反映器内污泥的增加并无较大的区别,申明投加壳聚糖对污泥的增加无较着的推进感化。但可看出,当污泥浓度变高时,通俗活性污泥的SVI变高,以至跨越180,污泥沉降机能变差,污泥起头膨胀,出水水量变差。因而,对于通俗活性污泥法,不克不及通过提高曝气池中污泥浓度来提高处置效率和处置水量,不然会发生污泥膨胀现象;壳聚糖的投加改善了污泥凝结沉降机能。当污泥浓度变高时,仍连结较好的污泥沉降机能,SVI30低。同时污泥浓度的提高又降低了污泥负荷,还可进一步改善污泥沉降机能,从而可提高处置水量和处置效率;小分子量壳聚糖因为分子链较短,其絮凝感化没有大分子量的较着,污泥絮体布局不长短常慎密,当达到必然的污泥浓度时也有污泥膨胀的趋向,但仍优于通俗活性污泥,这与图6的结论也是分歧的。

  在4套安装不变运转形态下,持续不排泥,察看污泥容积指数,尝试测定成果见表2。

  4、污泥布局的比力

  (1)污泥絮体形态

  从以上4幅图中可看出,污泥絮体布局有较大区别:(1)投加壳聚糖后污泥絮体布局要较着优于空白样。空白样的污泥絮体分布较松散,每个絮体外形较小,絮体与絮体之间没有毗连;而壳聚糖污泥的絮体布局慎密,絮凝物密实,菌胶团外形较大,且能慎密地毗连成一个全体。这申明投加壳聚糖有助于细菌包覆成粘性的团块,连系为慎密的菌胶团絮体,使污泥的布局较着改善。(2)对于分歧分子量的壳聚糖,投加大分子量壳聚糖的污泥絮体布局最为慎密,菌胶团外形最大,且污泥颗粒之间连系得最慎密;平分子量和小分子量壳聚糖的絮体布局略微松散一些。这申明壳聚糖的分子量对污泥絮体布局发生影响,且分子量越大,污泥布局越好。这是由于分子量越大,其分子链就越长,带有的吸附基团就越多,絮凝能力就越强。

  大分子量壳聚糖的污泥絮体形态图8平分子量壳聚糖的污泥絮体形态

  (2)毛细吸水时间(CST)

  污泥CST可作为权衡污泥脱水机能的目标,其本色是污泥通过滤纸的毛细感化从一点渗入到另一点所需要的时间。CST值越小,即其渗入的速度越快,申明污泥的脱水机能越好。而污泥的脱水机能能够间接地反映出污泥的凝结压缩机能,即反映污泥絮体布局的黑白。测定各生物反映器内污泥的CST值。

  由表3可看出,投加壳聚糖的污泥CST值均小于空白样,且污泥脱水机能由好赴任顺次为投加大分子量壳聚糖、平分子量壳聚糖、小分子量壳聚糖和空白样。这从另一个侧面再次验证了壳聚糖活性污泥的絮体布局优于通俗活性污泥,且壳聚糖的分子量越大,污泥絮体布局越好,这与前面会商的污泥沉降机能部门所得的结论也是分歧的。

  小分子量壳聚糖的污泥絮体形态图10 不投加壳聚糖的污泥絮体形态

  (1)处置效率对比尝试表白,投加壳聚糖能较好地提高污泥对无机污染物的处置效率。而在投加的3种分歧分子量壳聚糖中,大分子量壳聚糖的处置结果最好。

  (2)微生物耗氧速度和脱氢酶活性的对比尝试表白,投加壳聚糖会在必然程度上抑止污泥活性,而分子量越小,抑止感化越强。

  (3)污泥沉降机能和污泥布局的对比尝试表白,投加壳聚糖能够大大提高污泥的沉降压缩机能,并能很好地改善污泥絮体布局。而壳聚糖分子量越大,污泥的沉降压缩机能和絮体布局越好。

  (4)在活性污泥法中投加壳聚糖能够强化生物感化,而且应选择分子量较大的。[5]

  壳聚糖 - 其使用价值壳聚糖

  在甲壳素分子中,因其表里氢键的彼此感化,构成了有序的大分子布局.消融机能很差,这限制了它在很多方面的使用,而甲壳素经脱乙酰化处置的产品一壳聚糖,却因为其分子布局中大量游离氨的具有,消融机能大大改变,具有一些奇特的物化性质及心理功能,在农业、医药、食物、化妆品、环保诸方面具有广漠的使用前景。

  一、在工业上的使用价值

  ①与金属离子的螯合。壳聚糖是一种天然的高分子螯合剂,使用范畴很广。在必然的PH前提下具有富集能力。壳聚糖对过度金属离子具有鳌合感化,因而,壳聚糖可作为盐溶液、天然水、海水、含盐废水等富集过渡金属离子的螯合剂,使其利用结果要比合成螯合树脂要优胜得多。此外壳聚糖稀酸溶液的聚电解质性质可作为阳离子型无毒絮凝剂普遍用于食物工业和饮料工业。

  ②壳聚糖的混凝感化。壳聚糖分子链上分布着大量的游离氨基,在稀酸溶液中质子化,从而使壳聚糖分子链上带有大量的正电荷,成为一种聚电解质,一种典型的阳离子型混凝剂。在使用上,壳聚糖是自来水厂(次要指利用地表水)净化水质的抱负混凝剂,它不单能够除去水中的无机固体悬浮物,还可除去无害的极性无机物,如农药、概况活性剂等。北京市政设想院认为壳聚糖可用于中浊度水质的净化处置,用量少,结果好,其无毒的特点是其他混凝剂所无法对比的。但因为其价钱高贵,自来水厂一般并晦气用,目前只能重点在酒厂的兑酒用水上推广利用。壳聚糖的用量,取决于悬浊液的浓度、共存离子的浓度及悬浊液的pH等要素,一般而言,大约是悬浮液中干物质量的0.2%一10.0%。而从废水中可收受接管30%一70%的卵白质,在某些环境下还能收受接管30%一50%的脂肪。

  ③生物大分子物质的收受接管。壳聚糖能沉淀水溶液中的通明质酸、硫酸软骨素、黏朊和核酸。同时也能凝固哺乳动物细胞。壳聚糖的这些感化可在生物化学、组织化学和细胞化学的研究中作为一个得力的东西。壳聚糖对卵白质、核酸、多糖等生物大分子物质的凝固和收受接管,无疑是具有很大吸引力的。中国的酒厂、淀粉厂、粉丝厂遍及全国城乡,大量高浓度的洗米水以及淀粉水全日整夜在排向江河,严峻污染情况。1升浓的洗米水中加人壳聚糖(利用量50毫克川),搅拌后静置15分钟,浊度可下降至72,1小时后下降至41,24小时后下降至3,而不加壳聚糖的原水此时浊度为75,比加壳聚糖静置15分钟的浊度还要高一些。洗米水中不单有大量的淀粉,还有多量的卵白质和维生素,颠末滤,可收受接管养分价值较高的淀粉,滤液无色通明。玉米发酵酒精水数量大,无机物含量高,此中的酒糟很难沉降,故需设多级沉淀池,占地面积大,酒糟也欠好收受接管。插手壳聚糖,能在1小时内完全沉淀,同时变得易于过滤,滤出的酒糟经干燥,可用于共同饲料,大幅度地提高了酒糟的操纵价值。壳聚糖对大大都卵白质有很强的凝固感化,加之它本身无毒,因而是从液体平分离和收受接管卵白质的抱负凝固剂。一般来说,将必然量的壳聚糖乙酸溶液加人到卵白质悬浊液中,很快就会构成胶状的凝固物,通过离心分手,即可获得卵白质,此中的壳聚糖能够不必分手,离心液也很清澈。

  ④污泥脱水。污水或废水处置后均发生大量的污泥,此中既有无机物又有无机物及微生物,成分十分复杂,经生化方式处置后仍具有很多问题,因而,污泥脱水不断是搅扰人们的一浩劫题。壳聚糖被认为是一种无毒的、易降解的污泥脱水剂。共同其他混凝剂,结果更好,在日本已利用较多。ASANO等报道了日本商品壳聚糖Flonac的脱水感化。

  ⑤在阐发化学中的感化。因为甲壳素和壳聚糖布局上的特殊性,具有离子互换、螯合、吸附等感化,加上本身是一种高分子化合物,不溶于水和大大都无机溶剂,有必然的刚性和抗压性,便于制备各类各样的衍生物,因而在阐发化学上会获得较普遍的使用。这方面的研究工作报道较多,涉及的范畴也很普遍。

  ⑥功能材料。膜材料的最根基特点是具有透过感化,用于物质分手过程,如咸水的淡化,废水处置,食物工业和发酵工业中的物质分手,浓缩,人工肾中血液渗析等等。作为膜材料,除了具有必然的透过机能外,还要求有好的物理机械机能,而对于血液的渗入膜如许的医疗卫生材料,还需具有优秀的生物学机能。甲壳素和壳聚糖是极有成长前途的天然高分子膜材料。甲壳素和壳聚糖具有很好的成纤性。甲壳素和壳聚糖纤维的出产成本要高于黏胶纤维或醋酸纤维,这就决定了它们只能用于一些特殊场所,如作外科手术缝合线、离子互换纤维、辐射能防御布等。

  ⑦饮用水的净化。自来水的消毒,通俗利用氯气或漂白粉,虽然消毒结果好,成本低,但在自来水中会发生和残留三氯甲烷、四氯化碳等卤代物,它们有潜在的致癌感化,活性炭也不克不及无效地去除。壳聚糖却能无效地除去这些卤代物。用包覆壳聚糖的活性炭作清水剂,既无效地提高活性炭的吸附机能,又降低了单用壳聚糖的费用。

  ⑧织物的拾掇剂。壳聚糖可作为织物的永世拾掇剂,使织物耐水洗,耐磨擦,具有固色和加强感化,提高织物的坚牢度,削减舒展率,并使织物具有滑爽光洁和挺括的外观和手感。衬领和衣衬垫利用壳聚糖处置后既硬挺又不怕水洗。电线的绝缘包布用壳聚糖处置后可提高其绝缘机能及热老化机能。此外,甲壳素和壳聚糖也可制成具有特殊用处的纤维。

  ⑨日用化学品。壳聚糖溶于稀的弱酸中即为阳离子型高分子电解质,它无色无味、无嗅、无毒副感化,有很高的吸湿和保湿感化,因其含有氨基,与毛、发、皮肤有很好的亲和、渗入感化,并且还有抗菌感化,因而是一种抱负的化妆品用高分子化合物。能够用于固发剂、头发调度剂、洗发香波、护肤剂、口腔卫生剂等。

  壳聚糖在医学上的使用价值

  甲壳素和壳聚糖在医药和卫生材料方面使用研究由来已久,有些研究功效已付诸现实使用,以至已工业化出产。目前美国、日本等曾经测验考试将其使用于生物医学范畴,如止血剂、治癌剂、抗高胆固醇等。

  ①杀虫抑菌感化。a、杀灭寄生虫。很多温血动物容易传染蜱、螨等寄生虫。动物的寄生虫与细菌、病毒一样,也含有抗原物质,而甲壳素正好是这些寄生虫或某些细菌及真菌最无效的抗原。尝试证明,把破坏得很细的甲壳素用心理盐水配制后,给试验狗受蜱侵害的部位涂抹,数天之后,蜱全数被杀死,并且很快长出新毛。把壳聚糖溶于1%乙酸溶液中配成1%浓度的壳聚糖溶液,每天涂抹成年猕猴被螨损害而发生皮炎的部位,持续3天,就使顽固的皮炎治愈,10天后就起头长出新毛。

  b、提高对卫生害虫的杀灭结果。为了防治苍蝇、蚊子等卫生害虫,常用的防治手段之一是在门窗上利用滞留喷洒杀虫剂,但若经风吹、雨淋等,杀虫剂会逐步流失,药效降低,持效期缩短。为此,利用大分子的壳聚糖作为缓释成膜剂,可在药物概况构成具有通透性的不溶于水的半透膜,可耽误杀虫剂的持效期,使灭蝇结果提高2倍多。

  c、抑菌感化。在烧伤病人发生绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和酿脓链球菌传染时,甲壳素和壳聚糖具有较着的抑菌感化,对于一般人体表皮具有的皮肤细菌如表皮葡萄球菌,肠细菌如大肠杆菌和人体真菌如热带白色念珠菌,也是如斯。我国南方人易患的“脚气病”,也是一种真菌传染。若是用l%壳聚糖乙酸溶液涂抹,持续五六天,就能止痒并治愈。口腔溃疡为临床常见多发病之一,以口服或赐与抗生素等方式医治,疗效不敷抱负。洛美沙星为氟喹酮类抗菌药。李平等以壳聚糖、甘油、明胶为辅料制备的洛美沙星壳聚糖口腔溃疡膜,用于口腔溃疡的医治,疗效靠得住,无不良反映。

  d、李平等以壳聚糖为辅料研制的氧氟沙星壳聚糖滴眼液,经兔眼刺激性尝试表白,该产物无刺激性,合适滴眼剂的相关质量要求。加人壳聚糖后,既添加了药液黏度,又可使药物在眼内的滞留时间耽误,可望添加药物接收,从而提高疗效。

  e.产科传染常以口服或肌注抗菌药医治,因为病灶局部药物浓度低,疗效不抱负。使用壳聚糖、明胶、甘油为基质制备的氟罗沙星壳聚糖阴道栓医治,可避免肝脏首过感化和胃肠道心理关卡效应,能降低毒副感化,提高生物利费用,加强疗效。并且又利于创伤组织的再生、修复和愈合。

  ②医用纤维和膜。a、手术缝合线。用甲壳素作原料能够制成外科手术缝合线,它的一个益处就是能够被无机体接收而不消拆线,缘由是由于甲壳素被酶水解成单糖或寡糖而实现的。目前外科手术仍是利用羊肠线,它的不足之处是缝合和打结欠好操作,且容易发生抗原抗体反映,伤口愈合后必需拆线。壳聚糖纤维制成的缝合线,在预按时间内有很强的抗张强度,在血清、尿、胆汁、胰液中能连结优良的强度。缝合和打结操作性好,在体内有优良的顺应性,特别是颠末必然时间,壳聚糖缝合线能被溶菌酶所酶解,从而被人体自行接收,因而,当伤口愈合后,不必再拆线.

  b、医用纤维纸和膜。此刻,外科手术常用纸取代纱布贴于人体组织概况。由动物纤维或合成纤维制成的纸容易惹起炎症,甲壳素有消炎感化,用甲壳素纤维造的纸既柔嫩又消炎,是抱负的材料。别的可用壳聚糖纤维或甲壳素纤维制成无纺布,还能够将聚氨基酸溶液与甲壳素夹杂平均后涂在平板玻璃上浸人凝固剂制成薄膜,同样用做医用材料,这种薄膜平均、通明、手感柔嫩,具有优良的弹性和强度。

  c、人工肾膜。壳聚糖具有足够的机械强度,能够透过尿素、肌酐等水分子无机物,但不透过Na+、K+、Cl等无机离子及血清卵白,透水性好,是一种抱负的人工肾用膜。

  d、人造皮肤。用壳聚糖或甲壳素形成的人造皮肤,柔嫩、舒服,与创面的贴合性好,既透气,又吸水,具有抑止痛苦悲伤和止血的功能,有抑菌消炎感化,跟着伤口慢慢愈合,本身皮肤发展,它能自行消融被机体接收,免去了揭除时流血多及病人的疾苦,同时能推进皮肤的再生,对医治高热创伤出格无效。

  ③药物载体。近年来,药理学的一个抢手课题就是采用新材料、新工艺制造缓释药物和定向输送药物。此刻市场上已呈现这类新剂型的药物。甲壳素和其衍生物也是颇受青睐的载体材料,由于它们能使人体内的溶菌酶分化,分化产品不会对人的健康带来任何波折,这是合成高分子和一些天然高分子所无法对比的。此外,将壳聚糖用作药物的载件和运输东西,节制壳聚糖在体内的酶水解速度,就可节制药物的释放速度。

  a、缓释膜。经研究证明,分子量低于2900的化合物能够透过壳聚糖膜,作为分子量更低的药物,则更能成功地透过此膜,这是壳聚糖或甲壳素可作为药物缓释膜的根本。很多药物能够制成甲壳素衍生物的缓释膜,例如抗菌素类的四环素、新霉素和杆菌肽,抗病毒类的碘苷,抗过敏性的氯曲米通,抗炎类的氢化可的松等。

  b、缓释凝胶。缓释凝胶是在制备过程中间接用干燥的方式解除溶剂,最初构成凝胶,药物被包埋在此中,它们被植人体内后是蚀解式的缓释,即表层高分子材料吸水膨胀和构成凝胶,使水分不克不及很快进人内部消融药物,只要当水分能进人内部后,才有药物慢慢溶出,直至药物释放完全为止。

  c、缓释胶囊。缓释胶囊既分歧于常见的明胶硬胶囊药物,也分歧于微胶囊药物。它是由高分子材料制成的中空纤维或膜内装填药物,药物通过该中空纤维或膜的壁恒定地向外扩散,并在相当长的时间内维持恒定的释药速度。甲壳素或壳聚糖作为这种载体的一个凸起益处是药物释放尽后,载体味被人体内的溶菌酶分化并可以或许完全被组织接收。用它制成的中空纤维或薄膜是一种很好的缓释胶囊材料。④抗癌感化。壳聚糖具有间接抑止肿瘤细胞的感化。在含有1×105癌细胞的溶液中,加人0.5毫克/毫升壳聚糖溶液,24小时后癌细胞全数灭亡。但甲壳素不克不及间接抑止癌细胞,必需通度日化免疫系统显示抑止癌细胞的感化。⑤凝血剂和抗凝血剂。壳聚糖本身有很强的凝血感化,能够将其硫酸化后,又变成肝素雷同物而具有抗凝血感化。高黏度壳聚糖溶液的利用结果要比明胶海绵好,还能防止传染。用粉末壳聚糖或壳聚糖溶液处置医用纱布,能制得止血纱布。涤纶人工血管经壳聚糖溶液浸渍过植入人体后,很快就会构成凝血层,削减了血液的损漏和病人的疾苦。⑥眼科材料。甲壳素和壳聚糖能够制造接触镜片(即隐形眼镜)和接触镜片的清洗液,还可制造人造眼泪和消炎眼药膏。壳聚糖制造带色接触镜片,颜色能够持久。

  a、隐形眼镜清洗液:概况活性剂:3.5%

  乙基汞硫代水杨酸钠:0,,04%

  乙二胺四乙酸二钠:0.2%

  蒸馏水:余量

  b、人造泪。眼内天然泪排泄不足或利用隐形眼镜的人感应眼内干涩时,可滴加人造泪。人造泪可用1.8%一3.4%无菌壳聚糖溶液与0.5%聚氧化乙烯脱水山梨酸一油酸醋配成等渗溶液,并用0.5%氯化丁醇作防腐剂。

  壳聚糖在农业上的使用价值

  1、种子处置剂。壳聚糖可用作很多粮食、蔬菜作物种子的处置剂,激发种子提前抽芽,推进作物发展,提高抗病能力,从而提高粮食和蔬菜产量。棉花种子经壳聚糖处置后,比对照组提前一天出苗,出苗率比对照组超出跨越13.7%,提前2天开花,提前2天结铃,提前2天吐絮,株高没有较着变化,每亩减产11.8%。壳聚糖用于多种粮食、蔬菜作物的种子处置(浸种、拌种、包衣)可推进种子提前抽芽、作物发展、激发抗病能力,提高产量和质量。这一范畴近年来研究功效较多。关于甲壳素使用于种子处置后提高产量和改良质量,添加抗病性的机理,正在深切的研究中。壳聚糖能在种子概况构成一层庇护膜,利于连结种子水分供作物需要,若是土壤水分过多,又能阻断水分,防止种子烂掉,有益于种子抽芽和出苗。用分歧数量壳聚糖处置小麦、水稻、玉米等几个作物种子,均有取得减产的报道,国外报道壳聚糖可使茶叶味道更香醇,水稻的抗寒能力更强,可使番茄颜色靓丽,含糖量提高档。

  2、液体土壤改良剂。操纵壳聚糖的抗菌能力和改善土壤的感化,可将壳聚糖与可溶性卵白(如胶原卵白)合成液体土壤改良剂。这种改良剂有恰当的不变性和具有可降解性,降解当前是优良的无机肥料,可供作物接收。而且能抑止土壤中的病原菌发展和繁衍,同时能无效地改善土壤的团粒布局,因而是一种比力抱负的液体土壤改良剂。在利用时,喷到土壤概况的液体土壤改良剂能构成一层薄膜,因而还有保墒感化。也可将农药或化肥掺入此中,使它们平均分离和取得缓释放的结果。土壤中含有壳聚糖,能推进动物发展。

  3、病虫害防治剂。壳聚糖对动物病原菌的孢子萌生和发展有障碍感化,并对病原菌传染的防护机制有诱导感化。在25℃时,随壳聚糖浓度或脱乙酰基程度的添加,其抑菌感化加强。例如,用0.4%的壳聚糖溶液喷洒烟草,10天内可削减烟草花纹病毒的传布;喷洒0.1%壳聚糖可阻遏豆科动物免受病原菌的侵染,菜豆将削减由苜蓿花叶病毒形成的毁伤。浸种处置可使小麦纹枯病发病率降低30%一50%,大豆根腐病发病率降低42%。种子处置可防治水稻胡麻斑病、花生叶斑病和埃及豆萎蔫病。芹菜苗用25一50微克/毫升壳聚糖浸根可防治尖抱镰刀菌惹起的萎蔫症;番茄浸根或喷施可防治根腐病;黄瓜水培液中插手壳聚糖可节制由腐霉菌惹起的猝倒病等。

  4、动物或园艺作物的抗病诱活剂。甲壳素(几丁质)的诱导抗病性,近年来报道较多,如壳聚糖的降解产品对黄瓜幼苗离体叶片及整株都能诱导出几丁质酶活性,并且这种诱导感化是能够传导的。动物体内不含甲壳素、壳聚糖的成分,但却具有几丁质酶。这些酶能与动物病原菌或害虫外皮的甲壳素反映,并阻遏其侵入动物组织内,从而加强了动物本身对敌害的防御能力。树组织附上一层几丁质膜后,这些动物组织中的几丁质酶的活性比没有附上的提高4倍,可加速树组织的伤口愈合。

  5、杀线虫剂。线虫近年来给生果、蔬菜和有核作物形成很大风险、将壳聚糖与恰当的载体物质相混,可制成一种对防治线虫很是无效的天然物农药。它不溶于水,不会对地下水形成污染。它的杀虫感化与化学制剂分歧,不是间接杀死害虫,而是促使上壤中微生物发生一种能杀死线虫及其虫卵的酶,而达灭火虫的目标。这种杀线虫剂在美国已起头利用,其商品名是ClandoSan,次要用于苗圃及园艺作物,如草莓等。当用1%量施人土壤时,能在60天内节制线、果蔬保鲜剂和食物防腐剂。壳聚糖保鲜剂天然、平安、无毒,是来自于天然又回弃世然的环保保健型保鲜剂;具有优秀的成膜性和附着性。构成一层选择透气性庇护膜,限制了氧气的进入,但不影响二氧化碳的通透,使果实处于自觉调理的微气调形态从而延缓了果实的成熟衰老历程,具有广谱的抗菌活性。不单能抑止果实概况的细菌,还能抵御外面病菌的侵人,达到防腐保鲜的感化;具有优良的保湿性。壳聚糖保鲜剂的功能在于为果蔬产物缔造了一个优良的气体情况,减缓了果蔬成熟衰老的生化反映,降低了水分的蒸腾,抵当和抑止了病原菌的侵染,提高了保鲜率,耽误了货架寿命,从而达到保鲜的结果。有研究表白1%壳聚糖涂膜可降低杨梅果实呼吸速度,连结果肉硬度,延缓总酸和总糖含量的下降以及还原糖的上升,储藏16天后仍然具有较高的商品价值,比目前常采用的低温处置保鲜期耽误4一7天。此外,操纵壳聚糖保鲜的办法还已使用于苹果、草莓等生果。

  ①液体处置剂。甲壳素和壳聚糖可作为很多液体产物或半成品的除杂处置剂和脱酸剂,对于除杂处置来说,本色上大部门也是阐扬壳聚糖的絮凝感化。

  a、澄清糖汁。甘蔗糖厂从甘蔗榨汁后必需除去此中的杂质,一般的无机杂质不难通过过滤来除去,问题是可溶性的无机和无机胶体物质,极难断根,利用壳聚糖可改善过滤机能,提超出跨越糖率和工时操纵率。

  b、净化糖蜜。用单宁酸与壳聚糖并用来处置糖蜜,则能无效地澄清糖蜜,即便糖蜜的固形物含量高达50%一60%,胶体杂质也能敏捷凝固沉降。

  c、酒类除浊。在黄酒出产中,加人必然比例壳聚糖可使瓶底不易呈现沉淀物,添加了不变性,还改善了口感。

  D、果汁的澄清。在用葡萄榨汁的时候插手壳聚糖进行预处置,获得澄明清冷的葡萄汁,然后再去发酵制成葡萄酒,如许可获得优良的葡萄酒,达到出口要求。据日本专利引见,壳聚糖可用于净化原糖汁,除去原糖汁中的无机和无机胶体物质、纤维素、石灰和其他细小悬浮物。糖汁中添加2一50毫克/千克壳聚糖,糖汁中的悬浮物敏捷凝固,构成的凝固物颗粒大,沉降快,由絮凝物构成的糖泥易于过滤,上层糖汁澄清度高。国内在甘蔗糖厂和甜菜糖厂作了试验,也取得了对劲的结果。

  壳聚糖为果酒和果汁的处置供给了一种新型的快速澄清剂。壳聚糖的操作平安性高于明胶一单宁;澄清时间仅需加胶法的1/7一1/10;酒脚很少,可比加胶法多得原酒4%以上。因而,采用壳聚糖作果酒的絮凝剂,可削减出产周转用的贮罐,添加原酒得率,经济效益显著。别的,壳聚糖还具有螯合感化,可螯合3价铁离子,有必然的除铁结果。

  按照持久堆集的经验,对红葡萄酒、白葡萄酒、山碴酒、山枣酒、苹果酒等各类发酵或浸泡果酒,以及葡萄汁、山植汁、苹果汁等果汁的处置,一般利用25一30毫克/千克的壳聚糖即可。苹果汁中含有大量果胶,利用此外澄清法处置很难见效,惟有壳聚糖,结果尤佳,仅需20毫克/千克,就能很快絮凝,天然沉降,获得清澈的苹果汁。

  e、果汁脱酸。很多果汁是有酸味的,里面含有较多的无机酸。若是要制得没有酸味或酸味小一些的果汁,即可用壳聚糖处置。因为壳聚糖能与无机酸生成盐,因而在液体中插手粉状壳聚糖搅拌,过滤后即能使该液体除酸。

  f、防止酸沉淀。酿造好的醋容易发生沉淀,这种沉淀发生的缘由是醋中的金属离子与单宁等多酚类物质螯合形成的。由于甲壳素能够无效地吸附溶液中的多酚类化合物,因而,用甲壳索处置醋,既除去醋中的多酚类物质防止了沉淀的发生,同时因为去除了单宁等多酚类物质,而这些物质又都带有苦涩味,因而也改善了醋的口感,能提高成品醋的质量品级,能使醋持久保留。

  g.食物加工废水的处置。食物加工发生的废水,对情况的污染十分严峻,处置难度很大。近20年来,壳聚糖作为一种无毒、高效的天然高分子混凝剂,在食物废水处置方面已遭到了高度注重。

  h、生物大分子的收受接管。日本专利报道壳聚糖能够用来处置浓缩鱼汤。在浓缩鱼汤中加人壳聚糖,当即构成凝结物,然后用高速离心计心情分手掉鱼屑,滤液十分清澈,鱼肉等悬浮物全数获得收受接管。用同样的方式处置豆乳,可获得大豆卵白,只需用滤布就可过滤,卵白质的收率达99%,滤液中的固形物仅残留0.95%。壳聚糖也可用于家禽加工场的废水处置。在蛋品加工场,蛋壳洗涤水用壳聚糖可收受接管此中的卵白质,使水中的悬浮固体削减70%一90%。

  a、组织构成剂。壳聚糖与酸性多糖反映,生成壳聚糖的酸性多糖络盐,此络盐呈肉状组织纤维,可作为组织构成剂与猪肉、牛肉、鱼和禽肉等夹杂,制成优良和低热量的填充食物,也可通过添加香料、调料和色素等制成各类人造肉,供既喜好吃肉又不克不及吃肉的人食用。

  b、增稠剂。微晶甲壳素破坏后悬浮在水中,猛烈搅拌后构成平均的凝胶状触变分离体,可作为食物的增稠剂和不变剂,用于蛋黄酱、花生酱、芝麻酱、玉米糊罐头、含沙司罐装食物、奶油代用品、酸性奶油、酸性奶油代用品等。但微晶壳聚糖比微晶纤维素贵得多,在中国还未有推广价值。

  c、成品凝固剂。我国出产豆腐等豆成品保守用盐卤或石膏粉使豆乳凝固,此刻又推广利用萄糖酸内酯做凝固剂,日本专利引见也可用壳聚糖作凝固剂,做出来的豆腐同样纯洁细嫩。方式是在1000份豆乳(含固量2.96%)中插手60份0.4%壳聚糖溶液(溶于0.2%乙酸溶液中),搅拌后大豆卵白敏捷凝固,过滤脱水后获得88份含水率为76.8%的豆腐。压滤出来的豆乳水清亮通明,固形物含量只要0.95%,比常用的葡萄糖内酯要好。③功能食物。a.减肥食物。因为人们糊口程度越来越高,肥胖者越来越多,肥胖病成了当前发财国度和我国一些糊口水准高的大、中城市居民最为头痛的事。

  因而减肥食物屡见不鲜,成为热销货之一。壳聚糖具有降醋和降胆固醇感化。FURDA从尝试中发觉,哺乳动物摄人壳聚糖后,在体内可与脂类物质(如甘油三酯、脂肪酸、胆汁酸、胆固醇等)连系构成络盐或复合物,这种产品因为具有很强的疏水性而不被胃酸所浸湿,也就不被胃酸所水解,不被消化系统消化接收,从而随粪便排出。尝试还发觉,壳聚糖与这些脂类物质连系后,仍然能进一步连系相当于它们本身分量很多倍的脂类物质。因而,认为壳聚糖或壳聚糖的脂肪酸络盐能够作为脂肪断根剂添加到食物中去,一方面削减人体对脂类物质的接收,推进脂类物质排出体外,另一方面因连系食物中的脂肪而减低了食物的热量,同时又能满足人们对脂肪的口感要求。

  这种食物就成为减肥食物。虽然能够间接食用壳聚糖制成的减肥食物,但因为壳聚糖不只是连系脂类,还可与重金属螯合、凝固白细胞和固定活细胞等感化。因而,该当利用壳聚糖的脂肪酸盐加人食物中比力安全。壳聚糖的脂肪酸盐的一般制法是在猛烈搅拌下利用乳化剂使脂肪酸在水中乳化,同时加人一些防腐剂、抗氧化剂,然后加人粉末状的壳聚糖,平均处置后过滤,即得产物。利用的脂肪酸一般是亚油酸、亚麻酸等可食用的脂肪酸。脂肪酸与壳聚糖的比例凡是为0.1:1,0至5:1。b.用壳聚糖的油酸盐可制造色拉调味料:

  高果糖浆:17.6

  脱水荷兰芹:1.5

  壳聚糖的油酸盐:20.5

  青纹干酪香精微量水:53.0

  c、可食薄膜。此刻食物包装的可食用薄膜根基上都是由淀粉制造的。这种薄膜耐油,对氧气、二氧化碳等气体的透气性小。可是这类薄膜都是水溶性的,对于含水量高的食物或液体则不适合。日本研究了在淀粉中掺用壳聚糖可改善这种薄膜的耐水性。壳聚糖在薄膜中所占比例越大,耐水机能越好。d.纯天然机能性奶成品。据国度专利申请号00115951报道,在常规的奶成品的出产过程中,在配料或制造过程中或在成熟型中加几丁质聚糖或其衍生物,这种机能性奶成品除连结原种奶成品的口感、风味,对人体有特殊养分外,它还对胎儿、婴幼儿、儿童发展,庇护中老年胃肠功能,均衡血脂、血糖、血压有特殊结果,并能断根体内重金属和放射性物质。

  在通俗奶成品中每千克添加10-500克几丁聚糖或衍生物即可达到要求。④食物工业上的抑菌剂。壳聚糖以其奇特的布局对很多真菌具有抑止感化。据日本报道,壳聚糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结炎耶尔森氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和李斯特单核增生菌等5中常见食物中毒的菌有较强的抑止感化。日本已有将壳聚糖作为食物防腐剂的专利。目前很多国度用醋酸作为鲜肉的防止和削减细菌污染的消毒剂。用壳聚糖溶液处置的鲜肉,其抑菌感化好于醋酸,可耽误鲜肉货架期2天。壳聚糖对肠杆菌科菌、肠球菌和梭状芽孢杆菌的抑止感化最强。

  壳聚糖 - 前景瞻望壳聚糖

  中国国内用甲醛和乙酸酐为交联剂,制备了以壳聚糖为母体的壳聚糖凝胶LCM-X(LCM1,LCM2)。并对其性质进行研究。国表里关于壳聚糖凝胶的研究及使用报导较少。制备LCM-X既不溶于水,稀酸和碱溶液,也不溶于一般的无机溶剂,可是LCM-X是具有活性基团(NH2)的凝胶,而且具有较好的机械强度和化学性质不变性等优秀机能且不需特殊处置,即带有活性基团(NH2),以及其母体几丁质资本丰硕,价钱低廉,是一种很有使用前景的生物多聚物。可是因为尚未找到适宜的分离剂,以致LCM-X未能构成颗粒化的产物,使用受限制。这一点有待于进一步研究处理。

  中国国表里对水凝胶的方面的研究很注重,开辟新的水凝胶资本是次要的使命之一,水凝胶具有优秀的生物相容性,抗凝血性,吸水溶胀性和优良的光学机能。在固定化酶,细胞分手,卵白制备,缓释药物,较接触旋的制造以及人工脏器的研究中具有主要的感化。可是在中国国表里见细致的报导相关壳聚糖水凝胶性质的研究,中国国内仅对水凝胶的初步性质进行了摸索,成果认为水凝胶以甲醇为成胶介质凝胶的吸胀性最强,交链度与壳聚糖水凝胶的RV值成反比。关于壳聚糖凝胶的研究有待于进一步开展。

  壳聚糖作为饲料添加剂使用,可以或许提高动物免疫机能,阐扬类抗生素的感化,并能降低血浆中胆固醇、总胆红素、甘油三酯程度,调理脂质代谢,从而改善胴体质量。多种壳聚糖改性产品,如交联壳聚糖。壳聚糖微球、壳聚糖纳米粒子等也已获得较好使用。壳聚糖还能够去除内毒素,对组织不发生毒性影响,无溶血效应,无热源性物质,是一个很有但愿的脱毒剂。壳聚糖是一种天然的生物高分子吸附剂。如将壳聚糖制造成纳米微粒,作为饲料添加剂使用于动物出产中,无望去除通过食物链残留于动物产物中的重金属、农药等无害物质,提高动物产物平安性目标。壳聚糖具有螯合重金属离子的活性,已作为水质净化剂使用于工农业中,而且制备壳聚糖的次要原料是烧毁的虾壳、蟹壳。因而,壳聚糖推广使用还具有十分主要的环保意义。

  危险品标记 :Xn

  1.1 产物标识符: 壳聚糖

  1.3 相关简直定了的物质或夹杂物的用处和建议不适合的用处仅用于研发。不作为药品、家庭或其它用处。

  模块2. 危险性概述

  2.2 GHS 标识表记标帜要素,包罗防止性的陈述象形图无

  H401对水生生物有毒。

  P273避免释放到情况中。

  P501将内容物/ 容器处置到获得核准的废料处置厂。

  模块3. 成分/构成消息

  组分浓度或浓度范畴

  模块4. 急救办法

  4.1 需要的急救办法描述一般的建议

  就教大夫。 向到现场的大夫出示此平安手艺仿单。

  若是吸入,请将患者移到新颖空气处。 如呼吸遏制,进行人工呼吸。 就教大夫。

  用番笕和大量的水冲刷。 就教大夫。

  用水冲刷眼睛作为防止办法。

  切勿给得到知觉者通过口喂任何工具。 用水漱口。 就教大夫。

  4.2 次要症状和影响,急性和迟发效应据我们所知,此化学,物理和毒性性质尚未经完整的研究。

  4.3 及时的医疗处置和所需的特殊处置的申明和指示无数据材料

  模块5. 消防办法

  5.1 灭火介质灭火方式及灭火剂

  用水雾,抗乙醇泡沫,干粉或二氧化碳灭火。

  5.2 源于此物质或夹杂物的出格的风险碳氧化物, 氮氧化物

  5.3 给救火员的建议如需要的话,戴自给式呼吸器去救火。

  5.4 进一步消息无数据材料

  模块6. 泄露应急处置

  6.1 功课人员防护办法、防护配备和应急措置法式避免粉尘生成。 避免吸入蒸气、烟雾或气体。 包管充实的通风。

  6.2 情况庇护办法如能确保平安,可采纳办法防止进一步的泄露或溢出。 不要让产物进入下水道。

  必然要避免排放到四周情况中。

  6.3 泄露化学品的收留、断根方式及所利用的措置材料收集和措置时不要发生粉尘。 扫掉和铲掉。 放入合适的封锁的容器中待处置。

  6.4 参考其他部门丢弃处置请参阅第13节。

  模块7. 操作措置与储存

  7.1 平安操作的留意事项在有粉尘生成的处所,供给合适的排风设备。

  7.2 平安储存的前提,包罗任何不兼容性储存在阴凉处。 使容器连结密闭,储具有干燥通风处。

  7.3 特定用处无数据材料

  模块8. 接触节制和个别防护

  8.1 容许浓度最高容许浓度

  没有已知的国度划定的表露极限。

  8.2 表露节制恰当的手艺节制

  按照优良的工业卫生和平安规范进行操作。 歇息前和工作竣事时洗手。

  个别防护设备

  请利用经官方尺度如NIOSH (美国) 或 EN 166(欧盟) 检测与核准的设备防护眼部。

  戴手套取 手套在利用前必需受查抄。

  请利用合适的方式脱除手套(不要接触手套外部概况),避免任何皮肤部位接触此产物.

  利用后请将被污染过的手套按照相关法令律例和无效的尝试室规章法式隆重处置. 请清洗并吹干双手

  所选择的庇护手套必需合适EU的89/686/EEC划定和从它衍生出来的EN 376尺度。

  物料: 丁腈橡胶

  物料: 丁腈橡胶

  若是以溶剂形式使用或与其它物质夹杂使用,或在分歧于EN

  374划定的前提下使用,请与EC核准的手套的供应商联系。

  这个保举只是建议性的,而且务必让熟悉我们客户打算利用的特定环境的工业卫生学专家评估确认才可.

  这不应当注释为在供给对任何特定利用环境方式的核准.

  按照危险物质的类型,浓度和量,以及特定的工作场合选择身体庇护办法。,

  防护设备的类型必需按照特定工作场合中的危险物的浓度和数量来选择。

  呼吸系统防护

  不需要庇护呼吸。如需防护粉尘损害,请利用N95型(US)或P1型(EN 143)防尘面具。

  呼吸器利用颠末测试并通过当局尺度如NIOSH(US)或CEN(EU)的呼吸器和零件。

  模块9. 理化特征

  9.1 根基的理化特征的消息a) 外观与性状

  外形: 粉末

  颜色: 浅褐色

  c) 气息阈值

  e) 熔点/凝固点

  f) 沸点、初沸点和沸程

  h) 蒸发速度

  i) 易燃性(固体,气体)

  j) 高的/低的燃烧性或爆炸性限度 无数据材料

  l) 蒸汽密度

  m) 密度/相对密度

  o) n-辛醇/水分派系数

  p) 自燃温度

  q) 分化温度

  模块10. 不变性和反映活性

  10.1 反映性无数据材料

  10.2 不变性无数据材料

  10.3 危险反映无数据材料

  10.4 应避免的前提无数据材料

  10.5 不相容的物质强氧化剂

  10.6 危险的分化产品其它分化产品 - 无数据材料

  模块11. 毒理学材料

  11.1 毒理学影响的消息急性毒性

  皮肤刺激或侵蚀

  眼睛刺激或侵蚀

  呼吸道或皮肤过敏

  生殖细胞致突变性

  此产物中没有大于或等于 0。1%含量的组分被 IARC辨别为可能的或必定的人类致癌物。

  特同性靶器官系统毒性(一次接触)

  特同性靶器官系统毒性(频频接触)

  潜在的健康影响

  吸入吸入可能无害。 可能惹起呼吸道刺激。

  摄入如服入是无害的。

  皮肤通过皮肤接收可能无害。 可能惹起皮肤刺激。

  眼睛可能惹起眼睛刺激。

  接触后的征兆和症状

  据我们所知,此化学,物理和毒性性质尚未经完整的研究。

  化学物质毒性感化登记: 无数据材料

  模块12. 生态学材料

  椎动物的毒性

  12.2 持久性和降解性无数据材料

  12.3 潜在的生物累积性无数据材料

  12.4 土壤中的迁徙性无数据材料

  12.6 其它不良影响对水生生物有毒。

  模块13. 烧毁措置

  13.1 废料处置方式产物

  将残剩的和不成收受接管的溶液交给有许可证的公司处置。

  与易燃溶剂相溶或者相夹杂,在备有燃烧后处置和洗刷感化的化学焚化炉中燃烧

  受污染的容器和包装

  按未用产物措置。

  模块14. 运输消息

  14.1 结合国危险货色编号欧洲陆运危规: -国际海运危规: -国际空运危规: -

  14.2 结合国运输名称欧洲陆运危规: 非危险货色

  国际海运危规: 非危险货色

  国际空运危规: 非危险货色

  14.3 运输危险类别欧洲陆运危规: -国际海运危规: -国际空运危规: -

  14.4 包裹组欧洲陆运危规: -国际海运危规: -国际空运危规: -

  14.5 情况危险欧洲陆运危规: 否国际海运危规国际空运危规: 否

  海洋污染物(是/否): 否

  14.6 对利用者的出格提示无数据材料

  公安机关存案号001

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