足以改变世界
甲壳素(chitin), 广泛存在于虾蟹壳中,是由N乙酰氨基葡糖聚合而成的多糖。
甲壳素经脱乙酰化处理后得到壳聚糖(chitosan)。
近十几年来,甲壳素、壳聚糖的研究已在国内外广泛展开,它们在抗肿瘤、防治病源微生物方面的功能越来越引起人们的重视。但由于其不溶于水, 在开发应用上受到很大限制。 为此,通过适当方法将壳聚糖降解为壳寡糖(又称寡聚氨基葡糖、甲壳低聚糖,chitooligosaccharide, chitosan oligosaccharide),即由2~10个氨基葡糖通过β-1-4糖苷键连接而成的低聚糖。
通过一系列实验发现,其不但水溶性好,易被人体吸收,具有抑菌、抗肿瘤、调血脂、调节免疫及活化肠道双歧杆菌等多种生理功能,而且应用领域大大拓宽。
壳寡糖在精细化工、生物医药、保健食品及农林畜牧等方面具有独特的应用价值。
壳寡糖化学结构式
壳寡糖是一种源自甲壳素的多功能生物聚合物,由于其独特的特性,已在多个行业中得到广泛应用。这种可生物降解且无毒的化合物在各个领域具有一系列优势:
壳寡糖来自海洋蟹壳,在生物包装领域具有多种优势和功能。
1.生物降解性:壳寡糖是完全可生物降解的,与传统塑料包装相比,减少了污染。现在是时候创建新工厂,用壳寡糖制造生物塑料了!
2.无毒:壳寡糖来自天然来源,无毒且可安全用于食品包装,对消费者或环境无害。
3.抗菌特性:壳寡糖具有固有的抗菌特性,通过抑制细菌和真菌的生长来帮助延长包装食品的保质期。
4.阻隔性能:它具有出色的氧气和油阻隔性能,对于保持食品的质量和新鲜度至关重要。
5.与其他材料的兼容性:壳寡糖可以很容易地与其他生物聚合物结合,从而增强所得生物包装材料的机械和阻隔性能。
1.食品保鲜:利用其抗菌和抗真菌特性来保持水果、蔬菜和肉类等易腐烂商品的质量并延长保质期。
2.食用涂层:壳寡糖用于制造直接粘附在食品表面的可食用薄膜或涂层,提供额外的保护,防止变质和物理损坏。
3.添加剂的释放:壳寡糖薄膜可以被丝粒化以提供功能性添加剂,如抗氧化剂、萜烯、酯类、类黄酮、多酚和营养物质,这些添加剂可以以受控方式释放,以提高食品质量和安全性。
4.水蒸气阻隔层:壳寡糖薄膜可以作为水蒸气的屏障,有助于保持烘焙食品、水果和蔬菜等食品所需的水分含量。
5.减少环境影响:通过用生物相容性、可生物降解的壳寡糖基材料代替塑料,包装废弃物的整体环境影响显着减少。
壳寡糖在生物包装中的应用是可持续包装解决方案的一个有前途的发展,它既具有抗微生物功能优势,又具有环保优势。
壳寡糖来源于贝类,以几种常见形式用于生物包装,以增强包装材料的功能性和可持续性。
在各种形式的生物包装中使用壳寡糖,通常需要特定的配方来优化机械强度、阻隔特性和生物降解性等特性。
以下是壳寡糖使用的一些主要形式,以及典型的比例和合适的应用,以及为各种形式的包装选择合适的类型和粘度的指南:
1.薄膜和片材:壳寡糖薄膜或片材可以通过溶剂浇铸技术形成。这些薄膜透明且有弹性,适用于包装各种商品,尤其是食品。
2.涂层:壳寡糖可以作为涂层溶液直接涂在食品表面或其他包装材料上。这种应用方法增强了对气体和蒸气的阻隔性能,并提供抗菌保护。
3.复合材料:壳寡糖通常与其他生物聚合物(如藻酸盐、淀粉或纤维素)混合形成复合材料。这些复合材料可以提高包装的机械强度、阻隔性能和整体功能。
4.纳米颗粒:壳寡糖纳米颗粒可以加入生物包装中,以改善对紫外线和氧气的阻隔性能,或以控释方式输送营养物质或抗菌剂。
5.泡沫:壳寡糖基泡沫专为保护性包装而开发,在运输过程中为易碎物品提供缓冲和保护。这些泡沫重量轻,使用后可以生物降解。
这些形式能够利用壳寡糖的独特特性,例如生物降解性和抗菌活性,使其成为可持续包装解决方案中的宝贵组成部分。
这些比例和应用是典型的,但具体配方可能会因其他因素而异,例如被包装的食品或物品的类型、监管要求和环境因素。可能需要根据实验结果或特定行业需求进行调整。
这些合适的壳寡糖类型的建议考虑了每种壳寡糖类型的一般特性和粘度水平,为优化特定包装应用的形式和功能而量身定制。可能需要根据特定要求和实验反馈进行调整。
壳寡糖由于其可持续的来源和出色的功能特性,越来越被认为是一种有价值的生物包装材料。
壳寡糖使其成为素食主义者和具有环保意识的市场的首选。
壳寡糖其固有的生物降解性和无毒特性使其成为合成塑料的绝佳替代品,尤其是在食品包装行业。
壳寡糖的抗菌特性通过抑制霉菌、细菌和酵母菌的生长(食品中常见的腐败因子)的生长,大大有助于延长易腐烂商品的保质期。
在生物包装的应用中,壳寡糖可以加工成薄膜、涂料和复合材料等各种形式。
壳寡糖制成的薄膜具有良好的机械强度和抗氧和防潮性能,这对于保持包装食品的质量和新鲜度至关重要。
此外,壳寡糖的多功能性允许开发直接粘附在食品表面的可食用涂层,提供额外的保护层,同时可以安全食用。
这种适应性不仅提高了食品安全和减少浪费,还支持向更可持续的包装解决方案转变,与全球努力最大限度地减少对环境的影响保持一致。
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