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壳聚糖特性及其应用

作者简介：孔佳琦，女，本科，西北民族大学化工

学院，专业：制药工程。

姚力芬，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：

环境工程。

摘要：壳聚糖是自然界中储量丰富天然高分子化合物，

壳聚糖及其衍生物具有各种优良的性质，本文主要介绍了

壳聚糖的特性以及其在不同方面的应用情况，为壳聚糖的

研究发展提供依据和思路。

关键词：壳聚糖；特性；应用

壳聚糖（chitosan）又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广

泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的，化学名

称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯

壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体，无

味、无臭、无毒性，纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条

件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、

磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，

可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳

聚糖的应用范围。本文就壳聚糖的特性和应用进行阐述，

为其研究和发展提供依据和思路。

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1.特性

1.1抗菌性。壳聚糖是唯一一种天然的弱碱性多糖在弱

酸溶剂中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），

这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抗菌性会

随着其浓度的增加而增强。壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡

萄球菌等有较强的抑制作用。

1.2吸附性。壳聚糖具有很强的吸附功能，特别是对重

金属离子的吸附如对铜、汞、铅等离子的吸收。壳聚糖的

吸附活性可以有选择地发挥作用。当然还可以吸附胆固醇、

甘油三酯、胆酸、油脂[1]等。

1.3保湿性。壳聚糖衍生物分子中有许多活泼的亲水极

性基团如-OH、-COOH及-NH2，这些基团可以使其显示出

保湿性。对于羧基化壳聚糖，其羟基的含量远大于其他衍

生物，且羧基的亲水性所以能够结合更多的水分。因此羧

基化壳聚糖的吸湿、保湿性也就明显高于其他类型的壳聚

糖衍生物。

1.4成膜性。壳聚糖是线性高分子聚合物，理化性能稳

定，可生物降解，粘合性好，成纤成膜性能优良。吴国杰[2]等

人研究了壳聚糖膜的制备方法和性能，探讨了壳聚糖溶液

成膜的最佳工艺条件。

1.5调节作用。壳聚糖可激活体内具有免疫功能的淋巴

细胞，使其能分辨正常细胞和癌细胞，并杀死癌细胞。还

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能调节体内的pH值到弱碱性，提高胰岛素的利用率，有利

于防治糖尿病。此外，它还具有调节内分泌系统的功能，

使胰岛素分泌正常，抑制血糖升高，降低血脂。

2.应用

2.1水处理方面的应用。壳聚糖具有吸附作用，改性后

的壳聚糖具有更好的优良特性，因此为了进一步拓展壳聚

糖的应用范围，开发出一些有优良性能的新型化合物，人

们对壳聚糖进行了各种各样的改性研究。壳聚糖树脂[3]作

为一种优良的吸附材料，已被广泛应用于处理金属离子废

水的研究。壳聚糖树脂机械性能提高且具有更好的亲和力

和选择性，除了壳聚糖树脂还有磁性壳聚糖微球[4]和壳聚

糖超滤膜[5]等被应用在水处理方面。还有其他改性壳聚糖

被应用在造纸行业[6]。由此，壳聚糖在环保领域的节水处

理方面有了巨大贡献。

2.2化妆品方面应用。壳聚糖具有良好的吸湿、保湿、

护发、润肤等功效，所以被广泛用于化妆品行业。壳聚糖

在酸性条件下可成为带正电荷的聚电解质用于香波、洗发

精[7]等的配方中。壳聚糖能在毛发表面形成一层有润滑作

用的覆盖膜来保护头发。壳聚糖可以做面膜[8]来美白保湿

抗菌治疗痤疮。在护肤用品[9]中被用作保湿剂、抗氧化剂、

抑菌剂、促进皮肤再生、乳化稳定剂等。

2.3在医药方面应用。壳聚糖及其衍生物在医药领域应

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用广泛。抗菌材料、敷料[10]、组织构架和缓释载药[11]体

系都是其应用形式。壳聚糖的促进血液凝固的作用被用作

止血剂。敷料是因为壳聚糖的促进伤口愈合、吸收伤口渗

出物、不易脱水收缩等作用。载药体系中，壳聚糖被改造

成水凝胶[12]、微囊、微球[13]、靶向制剂等形式。

2.4在食品方面应用。已知壳聚糖具有良好的抗菌性和

成膜