甲壳素是一种重要的生物资源,它可以应用在生物工程,化工环保,食品工业,生物医学和日用化学等领域,具有广阔的前景。我们把甲壳素生产的传统工艺与现代的工艺进行对比,不难发现其新工艺的节能和环保等特点。然而我国的甲壳素产业有着许多的困惑,在麻烦缠身的时候我们冷静思考其原因,并想出解决的方案使我国甲壳素产业蓬勃发展。
它是从甲壳动物外壳和真菌的细胞壁中提取的一种天然氨基多糖,是地球上最丰富的天然高分子化合物之一,仅海洋生物所合成的甲壳素每年即在10 亿吨以上。它是生物合成的天然高分子,又可生物降解,安全无毒,有良好的生物兼容性且化学性质稳定,具有许多独特的优点。目前主要从虾、蟹壳中提取。甲壳素经脱乙酰后的壳聚糖(chitosan)及其衍生物因其特有的理化性能已引起学术界和企业界对其开发应用的重视。据统计,仅日本在1988年以后就有40多家大公司和20多所大学和研究机构从事这方面的工作。并在医药、食品、化工、环保、农业等诸多应用领域取得突破性进展。我国近几年对甲壳素的研究也日趋活跃
甲壳素来源于节肢动物和低等植物的真菌和藻类,前者大量存在于海洋之中,以虾、蟹产量最大,且易于富集,甲壳素含量也高,极具提取利用价值。陆地上的节肢动物有蚕蛹、家蝇的幼虫蛹壳,各类昆虫等。
甲壳素在医学临床应用中作为免疫吸附剂和脱毒剂,清除血液中的内源性或外源性致病物质,对胆固醇、内毒素和重金属离子有选择吸附功能,通过对这些致病因子的吸附和脱除,清除病原物或毒性物质,净化血液,治疗疾病,增强免疫力。肿瘤细胞表面带负电荷,带正电荷的能吸附到肿瘤细胞的表面并使电荷中和,抑制肿瘤细胞的生长和转移。甲壳素能有效地增强巨噬细胞的吞噬功能和水解酶的活性,刺激巨噬细胞产生淋巴因子,启动免疫系统,同时不增加抗体的产生。甲壳素及其降解产物都带有一定的正电荷,能从血液中分离出血小板因子,促进血小板聚集或凝血素系统,有促进组织修复及止血作用。在药物制剂与药物释放系统中,甲壳素和壳聚糖制备药物控释膜,酸性药物的透过性好于碱性药物,小分子量药物透过性易于大分子量的药物。壳聚糖与消炎痛混合制成颗粒,完全释药时间为8~10h。调整壳聚糖含量或改变以戊二醛为交联剂的交联度,均可改变释放速率,适合于胃漂浮胶囊药物。甲壳素、壳聚糖及其衍生物用于粉剂、颗粒剂(缓释颗粒)、片剂(缓释片剂)、崩解剂、微囊剂等的制备,流动性和润滑性很好。此外,壳聚糖还可接枝药物,使小分子药物大分子化,具有长效、低副作用的特点。甲壳素用作直接压片药物的稀释剂,比用微晶纤维素效果好。甲壳素在医药领域最早被用作压片助剂和胶囊剂。今年,又被成功用于缓释剂和控制剂。此外用甲壳素制成的酮酸可用作手术缝合线,可以被人体自动吸收。甲壳素也可作为临床用的医用敷料,目前已成功地用壳聚糖醋酸溶液制成壳聚糖无纺布,敷于大面积烧伤处,透水性好,效果极佳。
在食品工业领域的应用。甲壳素作为絮凝剂已应用于饮料、食品加工等液体的处理上。在酸性介质中,甲壳素作为阳聚电解质与果汁中的蛋白质等阴电解质絮凝,形成絮凝物而沉淀,从而达到果汁澄清的目的。将其用于各种流体如饮料、果汁包括苹果汁、山楂汁、葡萄汁和其它甜果汁的处理,以及作为酿酒澄清剂、原料糖汁纯化剂、饮用水高效复合絮凝剂等,效果极佳。
在日用化学品方面,低聚壳聚糖和羟甲基甲壳素可用作洗发露和护发剂的活性成分。这是因为它们的稀溶液较为粘稠,易形成泡沫,且具有保湿作用,从而给头发和皮肤柔软的感觉。同时,甲壳素是天然多糖中很少见的带正电荷的高分子物质,它在日化产品中主要作为保湿剂,整理剂和固化剂。由壳聚糖制成的化妆品已经被推向市场。估计在未来数年中甲壳素及其衍生物在化妆品领域的比重将会大大增加。
甲壳素属于粗加工生产工艺,带来的污染十分的严重,生产一顿的甲壳素要产生数百吨废水,另外,这几年甲壳素企业散布各地,规模小,无力单独治污,普遍将未处理的污水直接排放,这更加剧了人们要求整顿这一行业的呼声,很多企业在环保面前都倒下了。
前景如此看好,但是甲壳素产业为何一夜之间陷入困境?首先,产业规模偏小,产品的档次不高。拿发展比较好的2001年来说,甲壳素生产地普陀区有14家企业,仅有年加工甲壳素2000吨,氨基葡萄糖盐酸1500吨的生产能力,按当时的市场价格来算,只有1.5亿元左右的潜在产值。其次,经营理念落后,信心闭塞,产品无序竞争。很多企业只求生存,不图发展,经营理念较差;因产品主要销售到欧美等国家,出口方式又是通过中间商进行,直接客户很少,这使企业对产品信息,市场的把握非常欠缺,加上企业之间的竞相压价,很多企业根本无利可图,不得不关门大吉!还有一个原因是生产工艺落后,这是直接导致对资源得开发利用率低且造成严重环境污染得原因。
如果企业能够转变意识,整合力量加大投入,挟着海洋经济论坛喜人得产学研联探讨之势,甲壳素产业未必不能在重点领域获得突破,比如结合纺织品开发得主要方向等。而这些高新技术产业正是政府行业指导的鼓励方向。毕竟,只有形成规模化,以高端产品获得更大的利润了,才能保证环保成本的投入。
目前,随着国内对甲壳素产业治理污染力度的加强,这一行业正面临成长的烦恼。但是烦恼背后同时又有机遇,从这一角度来看,我国的甲壳素产业面临的困境,会不会更加促进这个行业走出新路呢?对此,政府相关部门和企业都还需继续努力。
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