工業(yè)級殼聚糖殼聚糖為天然多糖甲殼素脫除部分乙酰基的產(chǎn)物,具有生物降解性、生物相容性、無毒性、抑菌、抗癌、降脂、增強免疫等多種生理功能,廣泛應用于食品添加劑、紡織、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、美容保健、化妝品、抗菌劑、醫(yī)用纖維、醫(yī)用敷料、人造組織材料、藥物緩釋材料、基因轉導載體、生物醫(yī)用領域、醫(yī)用可吸收材料、組織工程載體材料、醫(yī)療以及藥物開發(fā)等眾多領域和其他日用化學工業(yè)。
本品的性質與它的聚電解質和聚糖的性質有關。大量氨基的存在允許殼聚糖與陰離子系統(tǒng)發(fā)生化學反應,因此這兩種物質合用會引起理化性質的改變。工業(yè)級殼聚糖作為溶液被存放和使用時,需處于酸性環(huán)境中,但由于縮醛結構的存在,使其在酸性溶液中發(fā)生降解,溶液黏度隨之下降。如果加入乙醇、甲醇、丙酮等可延緩殼聚糖溶液黏度降低,以乙醇作用較明顯。
一般物理性質
工業(yè)級殼聚糖又名脫乙酰甲殼質、可溶性甲殼素、聚氨基葡萄糖,為類白色粉末,無臭,無味。本品微溶于水,幾乎不溶于乙醇。本品是一種陽離子聚胺,在pH< 6.5時電荷密度高(因此可吸附于陰離子表面并可與金屬離子螯合)。本品是一種帶有活潑羥基與氨基的線型聚電解質(可進行化學反應和成鹽)。 純凈的殼聚糖為白色或灰白色半透明的片狀固體,溶于稀酸呈黏稠狀,在稀酸中殼聚糖的β -1,4-糖苷鍵會慢慢水解,生成低相對分子質量的殼聚糖。溶于酸性溶液形成帶正電的陽離子基團。殼聚糖在溶液中是帶正電荷的多聚電解質,具有很強的吸附性。殼聚糖分子中含有氨基,具有堿性,在胃酸的條件下可生成銨鹽,可以使腸內(nèi)pH值轉為堿性,改善酸性體質。甲殼素對人體細胞有很強的親和性,進入人體內(nèi)的甲殼素被分解成基本單位。工業(yè)級殼聚糖人體內(nèi)存在的葡萄糖胺。而乙酰葡萄糖胺是體內(nèi)透明質酸的基本組成單位。因此甲殼素和殼聚糖對人體細胞有很好的親和性,不會產(chǎn)生排斥反應。
甲殼素在反應中生成帶正電荷的陽離子基團,這是自然界中一存在的帶正電荷的可食性食物纖維。甲殼素食物纖維單獨食用是不易被消化吸收的,工業(yè)級殼聚糖如果與牛奶、雞蛋、蔬菜、植物性食品等一起食用就可以被吸收,這是因為在殼糖胺酶、去乙酰酶(在植物和腸內(nèi)細菌中存在)、溶菌酶(體內(nèi)存在)及卵磷脂(牛奶、雞蛋中存在)等共同作用下甲殼素可以被分解成寡聚糖,低相對分子質量的寡聚糖可以被吸收,吸收部位主要在大腸。
殼聚糖的溶解性與脫乙酰度、相對分子質量、黏度有關,脫乙酰度越高,相對分子質量越小,越易溶于水;脫乙酰度越低,相對分子質量越大,黏度越大。殼聚糖具有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纖性、吸濕性和保濕性。脫乙酰度和黏度(平均相對分子質量)是殼聚糖的兩項主要性能指標。
溶解后的工業(yè)級殼聚糖呈凝膠狀態(tài),具有較強的吸附能力。殼聚糖中含有羥基、氨基等性基團,吸濕性很強,甲殼素的吸濕率可達百分至400-500,是纖維素的兩倍多,工業(yè)級殼聚糖的吸濕性比甲殼素更強,可以用作化妝品的保濕劑。游離氨基的鄰位為羥基,有螯合二價金屬離子的作用,殼聚糖可以螯合重金屬離子,作為體內(nèi)重金屬離子的排泄劑,是高性能的金屬離子捕集劑。殼聚糖在水中長期放置會發(fā)生水解,葡萄糖環(huán)開環(huán)。殼聚糖因為具有游離氨基可以被開發(fā)作為抗原、抗體、酶等生理活性物質的固定化載體。殼聚糖由于物理、化學及生物性能良好,對有機溶劑穩(wěn)定性較好,方便進行二次加工,所以殼聚糖在食品、造紙、印染、環(huán)境保護、紡織、水處理、醫(yī)療、重金屬回收等方面應用前景廣闊。