资源化技术丛书--甲壳素

自然界的有机物，数量最大的是纤维素，其次是蛋白质，排第三位的是甲壳素，估计每年生物合成甲壳素达100亿吨。
纤维素主要来自植物，甲壳素主要来自动物。纤维素和甲壳素都是天然多糖。
自然界的含氮有机物，数量最大的是蛋白质和甲壳素。
天然多糖包括中性多糖（如纤维素、淀粉等）、酸性多糖（如果胶、褐藻胶等）和碱性多糖，甲壳素是惟一的碱性多糖。
人类利用和研究纤维素已有数千年的历史，而对甲壳素的利用和研究还是近百年来的事，真正引起人们的重视是从20世纪70年代开始的，现在已是热门的研究领域之一，已开发出了300多种产品。在日本，平均3天就申请一项有关甲壳素和壳聚糖的专利。
我国在甲壳素的研究和应用方面也取得了长足的进步，如北京化工学院（现改为北京化工大学）与北京化工厂由壳聚糖研制的彩色胶片的成膜剂、青岛医科大学与青岛海洋大学合作研制的壳聚糖人造皮肤、我们由壳聚糖开发的重点在饮料行业推广的无毒絮凝剂等，均在国际上处于领先地位。壳聚糖用于印染助剂的生产已有近50年的历史，在发酵工业、造纸工业、烟草工业、纺织工业、医药保健、农业、环境保护、化妆品和其他日用化学工业等方面已有较多的应用，日本、美国、加拿大和欧洲一些国家近年来无论是研究、开发和使用，都有很大的发展。
为了让甲壳素这一宝贵资源在我国能得到充分利用，为了帮助更多的人以甲壳素为原料开发出更多的新产品、甚至是高科技产品，我们在20世纪80年代末90年代初撰写了一本《甲壳素》，直至1996年3月才出版，在撰写该书时国内还较少有人从事这方面的研究、开发和生产，收集的文献资料是1992年以前的，而且大都是国外的，后来应广大读者的要求于2001年3月出版了《壳聚糖》，着重反映国内的研究成果，但因时间仓促，内容较为单薄。这两本书，都是利用节假日和出差途中的时间写成的，现在，虽然是退而不休，但毕竟可抽出些时间结合自己多年来的实践，比较系统地撰写出这本新版《甲壳素》奉献给读者。
本书从第一到第三章详尽地总结了甲壳素和壳聚糖研究的理论成果；第四、五章详细介绍了甲壳素和壳聚糖的制备和生产技术、产品技术指标以及化验分析方法；从第六章到第十一章全面地介绍了甲壳素及其各种衍生物作为混凝剂、化妆品、膜材料、纤维材料、催化剂、酶和细胞的固定化载体、药物载体、吸附剂和在食品工业、环境保护、医药保健、日用化工、农业及轻纺工业中的应用。本书的特点是既可作为博士生、硕士生和大学师生及科研人员的参考书，又可作为应用和开发新产品、新技术的参考书，大量的实例都有详尽的具体操作方法。
由于全世界每年发表的有关甲壳素的文献高达数百篇，故不可能全部收录，只能择其有代表性的附于每章之后，并尽量多收录国内的文章。
甲壳素的研究涉及了许多的学科专业领域和工农业的许多门类，本书的内容与国外同类著作相比虽然要丰富得多，但作者无法在本书中全部予以介绍；同时，由于作者学识所限，恐难避免差错，敬请读者赐教。

蒋挺大
2002年9月于北京

本书详尽地总结了甲壳素和壳聚糖研究方面的理论成果，并全面地介绍了甲壳素和壳聚糖的制备和生产技术、质量指标及分析化验方法，叙述了在食品工业、环境保护、医药卫生、农业及轻纺工业中的应用，作为功能材料的多方面突出作用。书中有大量的有具体操作方法的实例，可作为应用和开发新产品、新技术的参考书。

1概述1
11甲壳素的发现和命名1
12甲壳素的存在4
121在自然界的存在5
122存在状态7
13国内外研究和生产概况10
14甲壳素的生物合成16
参考文献20
2物理性质22
21一般物理性质22
22结构特征23
221一级结构23
222二级结构24
223三级结构25
224四级结构25
23晶体结构26
24红外光谱和紫外光谱33
241红外光谱33
242紫外光谱41
25溶剂和溶液46
251溶剂的选择46
252溶液的性质51
26分子量和分子量分布67
27质谱73
28核磁共振谱75
参考文献76
3化学性质79
31一般化学性质79
311颜色反应79
312糖类特有的反应80
313与检测氨基酸和蛋白质试剂的反应82
314与检测生物碱试剂的反应83
315与表面活性剂的反应83
316与金属盐的反应84
317与碘的作用85
318与一些醛类的反应85
32甲壳素和壳聚糖的碱化86
33对酸的吸附及盐的形成88
34与金属离子的作用95
341碱金属、碱土金属和铵离子95
342过渡金属97
343操作因素的影响101
344与铜离子的螯合108
345与锌的螯合112
346与铁、钴、镍的螯合117
347与铬的螯合119
348对铝、超铀元素、锕系和镧系元素的吸附120
35酯化反应122
36含氧无机酸酯化反应128
361硫酸酯128
362黄原酸化132
363磷酸酯133
364硝酸酯135
37醚化反应136
371O烃基化136
372O羟乙基化和羟丙基化142
373O羧甲基化和羧乙基化145
374O氰乙基化146
38N衍生物147
381N烷基化147
382西佛碱(Schiff’s base)的形成148
383季铵盐的形成153
384N酰化156
39氧化160
391羧基的形成160
392氧化脱氨基163
393降解165
310水解165
3101酸水解166
3102酶水解167
311化学吸附168
3111卤素168
3112低级醇类173
3113醛类174
3114氨基酸175
3115多肽和蛋白质183
3116核酸191
312接枝共聚194
3121化学法接枝共聚195
3122辐射法接枝共聚202
313交联207
3131醛类交联剂207
3132环氧丙烷系交联剂208
3133聚乙二醇系交联剂208
3134冠醚系交联剂209
参考文献210
4制备技术和质量控制217
41原理和一般制备方法217
411原理217
412一般制备方法224
42生产工艺227
421碱熔法227
422碱液法228
423Broussignac法231
424Fujita法232
425Peniston和Johnson法232
426综合生产法236
427Kenne和Lindberg法240
428不用烧碱的脱乙酰法240
429水合肼法241
4210相转移催化法241
4211微波法242
4212蝇蛆壳246
4213蚕蛹壳247
4214蝉蜕247
4215宽跗陇马陆248
4216蘑菇249
4217柠檬酸发酵渣249
4218黑曲霉251
4219丝状真菌251
4220米根霉255
4221甲壳素脱乙酰酶257
43质量控制258
431酸碱滴定法测定脱乙酰度259
432电位滴定法测定脱乙酰度263
433氢溴酸盐法测定脱乙酰度266
434胶体滴定法测定脱乙酰度266
435苦味酸分光光度法测定脱乙酰度268
436水杨醛法测定脱乙酰度270
437紫外光谱法测定脱乙酰度271
438红外光谱法测定脱乙酰度271
439折光指数增量法测定脱乙酰度273
4310黏度的测定274
4311分子量的测定276
4312含氮量的测定281
4313灰分的测定282
4314水分的测定283
4315砷的测定283
4316汞的测定284
4317铅的测定286
4318微生物的检测287
4319技术指标289
参考文献290
5特种甲壳素和壳聚糖的制备293
51高黏度壳聚糖293
52高脱乙酰度壳聚糖297
53水溶性壳聚糖299
54羧甲基壳聚糖301
55低聚糖305
551酸水解法306
552氧化法314
553酶解法320
554低聚糖的分子量测定326
56单糖及其衍生物327
561氨基葡萄糖盐酸盐制备、测定方法和技术指标327
562氯脲霉素329
563N乙酰氨基葡萄糖331
564肝、肾功能检测试剂331
57微晶甲壳素和微晶壳聚糖的制备332
58珠状凝胶树脂的制备334
59磁性壳聚糖337
510壳聚糖的微粉碎337
参考文献338
6在食品工业中的应用341
61液体处理剂341
611澄清糖汁342
612净化糖蜜343
613酒类除浊345
614果酒和果汁的澄清345
615果汁脱酸350
616防止醋沉淀350
62添加剂351
621组织形成剂351
622增稠剂【15】353
623调味品353
624豆制品凝固剂355
625提取酵母【18】356
63制作功能食品356
631减肥食品357
632肠内微生物菌群调节食品358
633补充微量元素359
634可食薄膜359
64抑菌和保鲜作用364
641抑菌作用364
642保鲜作用371
643鸡蛋373
644草莓377
645苹果379
646桃382
647猕猴桃382
648芒果383
参考文献384
7在环境保护中的应用386
71絮凝特性386
72水的净化和饮料的澄清392
73食品加工废水的处理397
731蔬菜罐头废水397
732渔业加工废水399
733味精生产废水399
74生物大分子物质的回收400
741淀粉400
742蛋白质400
75表面活性剂废水的絮凝406
76肌醇废水409
77电镀废水409
771含镉废水409
772含铬废水410
773含铜废水411
78染料废水和印染废水411
781染料废水411
782印染废水412
79污泥脱水414
参考文献420
8功能材料423
81膜423
811壳聚糖膜424
812甲壳素膜427
813壳聚糖的N衍生物膜433
814聚两性电解质膜435
815渗透汽化(pervapovation)和蒸发渗透(evapomeation)441
82催化剂449
821烯类单体的聚合引发剂450
822开环聚合催化剂455
823氢化催化剂455
824氧化偶合催化剂460
825酯化和醚化催化剂462
83酶和细胞的固定化载体463
831固定化的方法464
832D葡萄糖异构酶464
833葡萄糖淀粉酶465
834β半乳糖苷酶465
835β葡萄糖苷酶466
836D葡萄糖氧化酶467
837AMP脱氨基酶467
838尿素酶468
839胰蛋白酶468
8310转化酶468
8311淀粉葡萄糖苷酶、α淀粉酶、淀粉糖化酶470
8312碱性磷酸酶和胃蛋白酶470
8313嗜热菌蛋白酶470
8314青霉素酰化酶471
8315L天门冬酰胺酶472
8316纤维素酶472
8317壳聚糖酶473
8318单宁酸酶474
84液晶475
841概述475
842甲壳素和壳聚糖的溶致液晶性476
843甲壳素和壳聚糖的热致液晶性479
85智能材料479
86吸附剂482
861饮用水的净化482
862脱色吸附剂484
863多用途吸附剂486
864吸附纸486
865亲和层析蛋白质487
866亲和层析酶制剂488
867吸水剂491
参考文献492
9在医药卫生方面的应用497
91毒理学497
911急性毒性试验497
912长期毒性试验498
913Ames试验498
914染色体畸变试验499
915胚胎毒性和致畸胎试验500
916骨髓细胞微核试验500
92对小鼠神经系统的作用500
93对大鼠心血管和呼吸系统的作用500
94抗心律失常501
95降脂、降胆固醇和防治动脉粥样硬化502
951动脉粥样硬化502
952壳聚糖的降脂机理509
953减肥食品509
954脂肪肝511
96提高机体的免疫能力513
961促进免疫球蛋白的产生513
962对免疫反应的辅助活性513
963刺激细胞激素的产生514
964引发蜂窝状巨噬细胞514
97副作用及其缓解514
971造成营养吸收障碍和生长迟缓515
972造成脂溶性维生素的缺乏516
973降低矿物质的吸收和对骨骼的影响516
974副作用的缓解516
98凝血作用和抗凝血作用517
99抗肿瘤作用523
991临床观察524
992腹水癌527
993白血病529
994黑色素瘤530
995肝癌531
910杀虫、抗感染作用531
9101杀灭寄生虫531
9102抑菌作用532
911医用纤维和人造组织材料535
9111手术缝合线535
9112医用纤维纸和膜536
9113人工肾膜(artificial kidney membranes)537
9114人造皮肤537
9115骨骼修护539
9116人工肝脏541
9117受伤神经的修补541
912药物载体541
9121运送药物的特殊作用542
9122制备壳聚糖缓释药物的方法542
9123影响药物释放速率的因素543
9124颗粒剂543
9125片剂544
9126缓释膜544
9127缓释凝胶546
9128微胶囊和缓释胶囊548
9129载体药物552
91210助溶作用556
913眼科材料557
9131接触镜片557
9132隐形眼镜的清洗液559
9133人工泪559
9134消炎眼药膏560
9135滴眼液560
914解酸和抗溃疡561
915制剂563
9151创伤愈合剂563
9152甲壳素双氯灭痛缓释片564
9153口腔溃疡膜565
9154法莫替丁壳聚糖缓释微囊565
9155阿司匹林缓释药膜和片剂566
9156尼莫地平片567
9157氟罗沙星壳聚糖阴道栓567
9158中西药复合抗菌膜567
916中药浸提568
参考文献569
10在农业中的应用575
101饲料添加剂575
1011鸡饲料添加剂575
1012乳清的利用576
1013鱼饵料添加剂579
1014饵料黏合剂581
1015提高育肥猪的瘦肉率582
1016仓储饲草受真菌侵害的分析584
102种子处理剂585
1021棉花586
1022玉米587
1023小麦589
1024萝卜589
1025作为生物农药的作用机理590
1026草原恢复594
103液体土壤改良剂595
104农药载体596
参考文献598
11在轻纺工业中的应用600
111织物的整理剂600
1111上浆剂603
1112印染助剂603
112与聚氯乙烯的搀用607
113纤维608
1131甲壳素纤维609
1132乙酰甲壳素纤维612
1133壳聚糖纤维615
114造纸助剂622
1141施胶剂622
1142壳聚糖施胶剂的作用机理630
1143绝缘纸632
115日用化学品634
1151水溶性高分子化合物在化妆品中的作用634
1152固发剂636
1153头发调理剂637
1154洗发香波638
1155护肤剂638
1156口腔卫生制剂641
1157透明质酸代用品644
116卷烟材料646
参考文献648