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壳聚糖在环境保护领域有哪些应用？
壳聚糖又称脱乙酰甲壳素、壳聚糖，是甲壳素经一定程度脱乙酰而得，化学名称为1,4-2-酰氨基-2-脱氧--D-葡萄糖。不溶于水，溶于稀酸溶液，分子量为数千万至数百万。由于壳聚糖分子结构中存在大量游离氨，使其成为一种罕见的具有独特功能的天然聚阳离子，广泛应用于食品、医药、农业、环保、纺织、造纸等行业。本文主要介绍其在食品工业中的应用。1食品加工助剂11果汁澄清剂壳聚糖可用作果汁、醋、糖蜜和酒的澄清剂。特别是关于澄清果汁的研究很多。为了获得清澈透明的果汁，除了去除悬浮物和沉淀物外，更重要的是去除引起浑浊的果胶、蛋白质等胶体。果汁中的壳聚糖分子带正电和带负电。阴离子电解质与胶体相互作用，从而破坏胶体的稳定结构，导致胶体凝聚，过滤后的果汁澄清。多年来，许多学者利用壳聚糖来澄清猕猴桃汁、苹果汁、冰糕汁。澄清果汁的透光率达到9095以上。壳聚糖澄清果汁的另一个优点是可以去除果汁中的多酚氧化酶，从而降低果汁的褐变速度。12、糖汁絮凝剂。糖汁中的蛋白质、果胶、单宁、色素、脂质等一般都带负电荷。壳聚糖是自然界中唯一带正电荷的碱性多糖。当添加到糖汁中时，甘蔗汁中带负电的胶体被-NH3+离子吸附，产生电中和，因此壳聚糖可以净化糖汁。日本多年前就使用壳聚糖来澄清混合果汁[5]和废蜂蜜[6]。近年来，卢冬梅等人。[7]用壳聚糖澄清混合汁。在温度100、pH68、壳聚糖含量500mg/kg、PAM用量25mg/kg的条件下，颜色去除率达到79，浊度去除率达到79%。梁平[8]等人对壳聚糖絮凝剂净化亚硫酸法粗糖浆糖精炼厂原糖复筛糖浆进行了试验，结果表明，气浮处理的工艺条件为P2O5用量450mg/kg，温度80，pH=60，壳聚糖用量110mg/kg。在这些条件下，可以获得良好的除浊率和脱色率。13果汁脱酸剂许多果蔬汁含有较多的有机酸。壳聚糖可与有机酸结合形成盐。将壳聚糖添加到果蔬汁中，搅拌、过滤即可脱酸。卢万等人。在葡萄汁中添加15mg/kg壳聚糖，葡萄汁中柠檬酸、酒石酸、L-苹果酸、草酸和抗坏血酸的含量分别降低了566、412、388、368和65，使得总酸含量降低526，果汁净化效果好。在罗汉汁中添加壳聚糖，可以去除难闻的酸味，改善口感。斯普格纳等人。报道称，在纯酒中添加壳聚糖，由于壳聚糖与多酚类化合物之间的亲和力，酒液由浅变为深金，大大提高了酒的品质。2食品添加剂21食品抗氧化剂由于肉类中含有大量不饱和脂肪酸，很容易被氧化、变质，从而缩短肉制品的保质期，因此必须添加抗氧化剂。壳聚糖作为一种新型抗氧化剂正在迅速发展。达玛吉等人。研究了壳聚糖对牛肉的抗氧化作用，加入1份壳聚糖，4保存3天。牛肉中硫化巴比妥酸的TBA值降低了70。Shahihi等人。报道称，N,O-羟甲基壳聚糖盐NOOC及其乳酸盐和吡咯烷酸盐对抑制熟肉的氧化非常有效，冷藏7天后熟肉的风味几乎没有变化。他指出，NOOC和壳聚糖衍生物在500-3000mg/kg时的氧化抑制效果分别为699、634和663。22壳聚糖及其衍生物作为食品防腐剂的抗菌特性近年来备受关注。它对细菌和真菌有效。有人认为，由于壳聚糖分子的正电荷与细菌细胞膜上的负电荷相互作用，细胞内的蛋白酶等成分会泄漏，从而达到抗菌、杀菌的作用。壳聚糖广泛用于保存水果和蔬菜以及肉和蛋。Simpaon等人的研究。研究表明，002浓度的壳聚糖足以抑制芽孢杆菌的生长，而对于大肠杆菌和沙门氏菌，0005浓度的壳聚糖抗菌效果可达到90，而当壳聚糖浓度达到00075时，可完全抑制细菌生长。
许多学者的研究表明，使用壳聚糖保鲜膜可以更好地控制桃子、梨、猕猴桃、黄瓜、辣椒、葡萄、草莓、芒果和西红柿的腐烂变质，并延长储存时间和保质期。这是因为壳聚糖膜可以阻碍大气中氧气的渗入和果实呼吸产生的二氧化碳的逸出，但可以诱导果实成熟的乙烯气体逸出，从而抑制真菌的繁殖，延缓果实的成熟。水果。壳聚糖膜包衣可抑制果实花青素、黄酮类及全酚含量的增加，控制过氧化物酶活性的增加，从而控制果实黄变、褐变，保证果实品质。以番茄保鲜为例，番茄涂上浓度为2的壳聚糖，储藏15天后，发现番茄的总酸度、总糖含量和维生素C含量与原番茄接近。一般可保存30天，保存效果比苯甲酸液02好。张生辉等人利用壳聚糖衍生物并辅以其他添加剂制成涂膜防腐剂。苹果、梨在10-25下可保鲜6个月，好果率99%。陈田等人用壳聚糖保鲜剂对猕猴桃进行处理，贮藏期可达80天，而未经处理的只有7至12天。顾伟志等.对猪肉进行了壳聚糖保鲜试验。结果表明，2壳聚糖溶液在20和40储存条件下分别延长猪肉一级保鲜期2天和6天。奥斯阿穆等人。将壳聚糖的乳酸溶液渗透到再生纤维素纤维制成的无纺布中，形成保鲜材料。用于盛放鱼、肉时，可吸收渗出物，防止金葡萄菌、大肠杆菌等微生物生长。达到保存的目的。23食品增稠剂Tetsuya等。采用壳聚糖和CaCO3作为面条增稠剂，用量为04-18。Tomohiho等人在用蛋清配制的食品凝胶中添加了壳聚糖粉末，以提高其硬度和弹性。除上述功能外，壳聚糖还用作食品稳定剂、乳化剂、风味改良剂等。3保健食品壳聚糖被认为是继维生素丸、麦乳精、卵磷脂、螺旋藻之后的第二代保健食品。由于它是可食用的动物纤维，被人体食用吸收后，由于肠道细菌的共同作用，可分解为低聚糖，后者具有优异的生理活性。据悉，壳聚糖具有三大功能免疫调节、pH值调节、激素调节、三消除有害胆固醇、消除体内金属离子、消除体内农药、自由基等素、三消作用。降血脂、降血糖、降血压。所以壳聚糖可以用来制作保健食品。31减肥降脂食品壳聚糖及其脂肪酸复合物是理想的减肥食品。研究发现，壳聚糖及其脂肪酸复合盐可在体内与甘油三酯、脂肪酸、胆固醇、胆汁酸等脂质物质形成复合物，其重量是其重量的许多倍。这些复合物不被消化。全身消化吸收，且不被胃酸水解，可以减少人体对此类物质的消化吸收，让其通过肠道排出体外，从而减少食物热量，达到减肥瘦身的目的。降脂[21]。同时，壳聚糖在肠道细菌作用下生成的低聚糖，热量明显低于蔗糖。低聚糖在消化道不被吸收，几乎全部进入肠道，因此具有明显的减肥作用。32抗食品壳聚糖可以调节体液的pH值，使其呈弱碱性。pH值的升高使人体内淋巴细胞的活性增加，增强淋巴细胞破坏细胞的活性，起到防抗的作用。Yukio[22]开发的抗保健食品的配方为玉米纤维壳聚糖海藻酸为1:00110:000110。例如将以下材料混合加工成饼干面粉51g、玉米纤维1、糖113g、低聚糖5g、蜂蜜5g、壳聚糖2g、葡萄糖2g、海藻酸05g、食盐05g、CaCO302g、泡打粉25g。33胃肠道保健食品壳聚糖溶于稀酸溶液形成胶体液体。壳聚糖在胃酸作用下形成的胶状液体，能粘附在胃壁上，形成一层保护膜，可以防止胃酸对胃的伤害。它可以刺激胃的受伤表面，从而起到辅助治疗胃溃疡的作用。壳聚糖在肠道菌群共同作用下产生的低聚糖，可促进双歧杆菌等肠道有益菌的生长和增殖，改善肠道微生态环境。除上述保健食品外，壳聚糖及相关物质还可制成口腔保健食品、人造肉食品、调节微量金属元素的食品等。
4净水剂41食品工业废水处理壳聚糖本质上是一种带正电的聚合物，是废水处理中优良的絮凝剂。食品工业废水中含有大量蛋白质、脂肪酸等有用物质。壳聚糖可将其有效成分絮凝沉淀以供利用。使用壳聚糖处理食品废水或含蛋白质废水的最大优点是残渣可以回收作为饲料，不会产生二次污染。黄辉等人研究了壳聚糖作为絮凝剂沉降粉丝浓浆废水的条件和效果。结果表明，絮凝沉降速度快，COD去除率为86%，蛋白质回收率为81%。当pH为65-85时，高浓度和低浓度的壳聚糖絮凝效果均较好。周贵等.以壳聚糖为絮凝剂处理高浓度糖蜜酒精废液。实验结果表明，当pH=70、温度25、搅拌时间30分钟、静置时间2小，混凝剂P30的有效作用可使糖蜜酒精废液的CODcr去除率提高。达到962%。蔡伟民等[25]用改性壳聚糖季铵盐处理味精废水。当投加量为100mg/L时，浊度去除率达到995，COD去除率为379%。方新兰等。用壳聚糖处理含有水溶性丝胶蛋白的蚕茧废液。在pH7-10条件下，CODcr去除率可达85以上，远高于使用碱式氯化铝作为絮凝剂的去除率。COD去除率最高为547。42由纯水制备的壳聚糖因其天然、无、安全的性质，已被美国环境保护局批准作为饮用水净化剂。穆扎里利等人。采用交联N-羧甲基壳聚糖作为吸附剂，有效去除饮用水中的Pb2+和Cd2+。默科特等人。报道称，壳聚糖与膨润土按一定比例1:5-1:20可以去除饮用水中的颗粒物、色度和异味，且壳聚糖用量仅为05-1mg/L。处理后，水中浊度可从2NTU降低至03NTU，pH值可从72降低至70，碱度以CaCO3计可去除17，色度可去除96至100众多学者的研究表明，使用壳聚糖作为絮凝剂用于给水处理比传统絮凝剂更具优势。
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