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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

3.7.1 O-烃基化136

3.7.2 O-羟乙基化和羟丙基化142

3.7.3 O-羧甲基化和羧乙基化145

3.7.4 O-氰乙基化146

3.8 N-衍生物147

3.8.1 N-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

3.8.4 N-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

4.2.3 Broussignac 法231

4.2.4 Fujita 法232

4.2.5 Peniston 和 Johnson 法232

4.2.6 综合生产法236

4.2.7 Kenne 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

5.6.3 N-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

8.3.2 D-葡萄糖异构酶464

8.3.3 葡萄糖淀粉酶465

8.3.4 β-半乳糖苷酶465

8.3.5 β-葡萄糖苷酶466

8.3.6 D-葡萄糖氧化酶467

8.3.7 AMP 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

8.3.15 L-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

8.5 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485

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

9.1.3 Ames 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