壳聚糖（chitosan）甲壳素N-脱乙酰基的产物，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在C2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中 的碱性多糖。 [1] 

壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。 [1] 

壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、 、降脂、增强免疫等多种生理功能，广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以开发等众多领域和其他日用化学工业。 [1] 

• 中文名

• 壳聚糖

• 外文名

• chitosan

• 又    称

• 脱乙酰甲壳素

• 基本结构地位

• 壳二糖

• 应用方向

• 医药、食品、化工、化妆品

• 发现者

• Rouget

在虾蟹等海洋节肢动物的甲壳、昆虫的甲壳、菌类和藻类细胞膜、软体动物的壳和骨骼及高等植物的细胞壁中存在大量甲壳素。甲壳素在自然界分布广泛，储量仅居于纤维素之后，是二大天然高分子，每年甲壳素生物合成的量约有100亿吨，是一种可循环的再生资源，取之不尽、用之不竭，这些天然聚合物的主要分布在沿海地区。 [1] 

壳聚糖

甲壳素（chitin）首先是由法国研究自然科学史的布拉克诺（H. Bracolmot）教授于1811年在蘑菇中发现，并命名为Fungine。1823年，另一位法国科学家奥吉尔从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质，并命名为几丁质；1859年，法国科学家C. Rouget将甲壳素浸泡在浓KOH溶液中，煮沸一段时间，取出洗净后发现其可溶于有机酸中；1894年，德国人Ledderhose确认Rouget制备的改性甲壳素是脱掉了部分乙酰基的甲壳素，并命名为chitosan，即壳聚糖；1939年Haworth获得了一种无争议的合成方法，确定了甲壳素的结构；1936年美国人Rigby获得了有关甲壳素/壳聚糖的一系列授权专利，描述了从虾壳、蟹壳中分离甲壳素的方法，制备甲壳素和甲壳素衍生物的方法，制备壳聚糖溶液、壳聚糖膜和壳聚糖纤维的方法；1963年Budall提出甲壳素存在着三种晶形；20世纪70年代，对甲壳素的研究增多；20世纪80-90年代，对甲壳素/壳聚糖研究进入全盛时代。 [1] 

壳聚糖被发现已经有100多年，也有许多人在对它进行研究，广泛应用于农业、食品、医疗、工业。 [6] 

甲壳素及其衍生物的用途大量研究表明，甲壳质及其衍生物具有成膜性、可纺性、抗凝血性，促进伤口愈合等功能。因此，甲壳质及其衍生物在食品、生化、医药、日用化妆品及污水处理等众多领域得到广泛的应用，将其主要用途归纳如下。 [5] 

在食品工业中的应用

壳聚糖在食品工业中可作为黏结剂、保湿剂、澄清剂、填充剂、乳化剂、上光剂及增稠稳定剂；而作为功能性低聚糖，能降低胆固醇，提高机体 ，增强机体的抗病抗感染能力，尤其有较强的抗肿瘤作用。因其资源丰富，应用价值高，已被大量开发使用。工业上多用酶法或酸法水解虾皮或蟹壳来提取壳聚糖。 [4] 

1.作为固定酶载体

微晶壳聚糖

将壳聚糖溶液喷入到碱液中进行凝固，经分离再生得壳聚糖微细颗粒，它可作为固定化酶的载体，被壳聚糖固定的酶可用于制糖、酿酒、造醋蛋白质水解等生物制备工程。[5] 

2.用作食品添加剂

微晶壳聚糖作为食品増稠剂和稳定剂可用于蛋黄酱、花生酱、芝麻酱、玉米糊罐头、奶油代用品等调味品的生产，通常食醋久放常产生沉淀，这主要是其中的金属离子与单宁等酚酸类物质形成大分子复合物所致。用甲壳素与壳聚糖处理后的食醋贮存一年也未发生沉淀。生产酱油时，添加适量壳聚糖，可除去蛋白质防止沉淀，在大酱中加入少量壳聚糖，可适当降低食盐添加量，且产品长期贮存也不会变质。 [5] 

3.用作食品包装膜

将壳聚糖、淀粉与水混合均匀制成薄膜，干燥后再用碱液处理，可制成壳聚糖-淀粉合成食品包装膜，此膜无毒、可食、耐油，不溶于冷、热水，抗张强度髙，可用于包装固体、半固体和液体食品，该膜能自动生物降解，故无白色环境污染。 [5] 

4.用于食品防腐保鲜

壳聚糖可用于在蔬菜保鲜、肉制品保鲜、海产品保鲜、淀粉、大豆制品保鲜以及蛋、乳与豆制品保鲜。 [3] 

果蔬摘采后由于生理成熟作用影响，其会软化，导致硬度下降，给运输带来困难，品质、营养价值下降，对细菌的抵御能力也随之减弱。因此，怎样对果蔬进行保鲜长期受到人们的关注。壳聚糖具有成膜性，不仅对人体无害，还具有生理保健作用，其对果蔬的保护作用越来越得到人们的肯定。将壳聚糖覆盖于果蔬表面，可减少果蔬的蒸腾作用，而且对气体有一定的选择渗透作用，能阻挡外界O2进入膜内，提高果蔬组织内CO2的含量和减少乙烯逸出，从而降低了果蔬呼吸代谢强度，减缓果蔬熟化，达到保鲜目的。 [3] 

壳聚糖对冷却 有明显的保鲜作用，且脱乙酰度越高的壳聚糖对冷却肉的保鲜效果越好。溶于1%壳聚糖溶液能使冷却肉的货架期达到1周，且冷却肉的感官品质好；2. 5%的水溶性壳聚糖溶液的保鲜效果略低于1%酸溶性壳聚糖，但水溶性壳聚糖处理的冷却肉样品完全没有酸味，且感官品质良好。 [3] 

壳聚糖对于富含不饱和脂肪酸类的海产食品，是优良的天然抗菌抗氧化剂-由雪蟹制备的不同分子质量的壳聚糖，浓度为50-200mg/kg，可有效控制鳕鱼肉在烹煮过程中的脂类氧化，而且浓度越高，抗氧化能力越强。 [3] 

在日用化学方面的应用

壳聚糖无毒、无味、有抑菌作用，配入化妆品中，可提高产品的成膜性，具有抑菌、保湿功能，又不引起任何过敏刺激反应。如在壳聚糖分子中引入羟丙化铵基团，得到的壳聚糖羟丙基化铵能增强壳聚糖的水合能力，提高其吸湿、保湿效能，成为来源丰富、性能良好的化妆品保湿材料。添加壳聚糖制成的各种洗发、护发用品，具有易于梳理、头发蓬松、手感丰满、发色光亮的功效。对于易折断、分叉的纤细头发效果。在欧洲、美国、日本和地区已有上百种含壳聚糖的日用化妆品出售。 [5] 

在医药行业方面的应用

药典（四部）中规定，壳聚糖用于药用辅料，崩解剂，增稠剂等。 [7] 

1.载体材料

用壳聚糖作为载体可以稳定药中的成分，促进药吸收，延缓或控制的溶解速度，帮助达到靶器官，并且抗酸、抗溃疡，防止对胃的刺激。 [2] 

壳聚糖可用于制备微球，制成的微球黏附性好，比较适于口、鼻、胃肠等黏膜给药；壳聚糖微球表面富有多糖链，能被特异性细胞或组织所识别，可靶向投递至病灶部位贮存、释放；壳聚糖微球表面可接功能基团，以吸附或包裹的方式灵活负载不同。壳聚糖载药微球释放与壳聚糖分子量有关，一般的释放速率随壳聚糖的分子量增大而减小，且壳聚糖浓度越高，从壳聚糖中扩散进入生物介质的速率越低。 [2] 

2.成膜材料

壳聚糖可用作膜剂的成膜材料，制备口腔用膜剂、中药膜剂等。其相对分子量的大小对成膜性和膜的性质影响较为突出，通常分子量越低，膜的抗拉强度越低，通透性越强。可选择适宜的交联剂改善膜的强度、改变膜的阻隔性能。 [2] 

3.增稠剂壳聚糖作增稠剂时，随着浓度增加，溶液黏度增大；当浓度较高时，浓溶液的黏度表现触变性。当温度升高时，其黏度减小，规律和一般高聚物浓溶液的流动规律一致。[2] 

4.靶向制剂材料壳聚糖及其衍生物可用作靶向制剂材料。其结构单元含有羟基、氨基等官能团，可用于连接细胞外或细胞内的靶向配体，从而构建靶向载体用于靶向给药治疗。以壳聚糖为载体材料的靶向制剂剂型有很多，主要以纳米粒和微球为主。 [2] 

5.其他应用 壳聚糖可作为片剂填充剂及矫味剂使用。壳聚糖生物相容性和生物可降解性良好，降解产物可被人体吸收，在体内不蓄积，无免疫原性，可制成吸收型外科手术缝合线。 [2]