现在已经开展甲壳素及其衍生物一系列研究和开发,其中有开发糖工程技术,开展化学改性壳聚糖的生物降解性研究,把甲壳素衍生物和复合材料制备,进行工业化生产过程的开发,把研究壳聚糖化学的方法结合基本技术以及基础研究转化为生产技能,开发糖工程技术。近年来,对甲壳素、壳聚糖新材料的研究向着绿色、健康、环保的方向发展,并与纳米技术、生物技术、分析技术等结合得越来越紧密,对其在环境友好催化!纳米生物材料、生物分析、食品保鲜和包装和环境保护材料等领域的最新研究进展。
自1992年联合国“环境与发展大会”确定了经济与环境协调发展的可持续发展战略后,绿色意识得到迅速强化并且波及世界各地。随着全球经济一体化进程的加快,目前国际市场对纺织品的环境保护、人体健康等提出了新要求。人们对待纺织用品特别是贴身穿着的内衣,不但要求美观、舒适,而且希望在穿着过程中有益于肌肤健康,甚至还能防病、治病。特别对于纺织品,人们在穿着过程中,会沾上很多汗液、皮脂以及其他各种人体分泌物,同时也会被环境中的污物所沾污,这些污物是各种微生物的良好营养源,尤其在高温潮湿的条件下,成为各种微生物繁殖的良好环境。开发抗菌功能纤维,赋予纺织品抗菌的功能,是近年来国内外纤维改性技术研究内容之一。
甲壳素基材料以其来源广泛、环境友好、无毒无害等优点将在材料应用领域占有重要地位。今后的研究将会在高经济附加值的生物医用材料,智能材料等方面取得突破性进展。据估计,到2020年壳聚糖基医用生物材料的市场份额将达到1000亿美元。生物活性分子的构效关系和分子设计为发现与寻找结构新颖和具有一定分子多样性的全新材料提供了新机会,当代甲壳素研究开发将促使越来越多的甲壳素/壳聚糖基功能材料为人类服务,也必将使这类宝贵的生物资源得到更深层次的利用。
生产过程中的环境污染及资源浪费问题最值得关注的问题。随着国际上对甲壳素及壳聚糖的需求量的不断增加,其价格扶摇直上,由于甲壳素的原料大部分来自虾蟹壳,因此在虾蟹壳丰富的沿海地区一些地方小厂应运而生,由于生产加工工艺控制不严等,造成了严重的环境污染。生产甲壳素和壳聚糖必须使用大量具有腐蚀性的酸、碱,大量的强酸性、强碱性废液的排放给环境造成严重的污染。酸液中含有大量的Cacl2,会造成水质的硬化;碱液中还含有大量的蛋白质,蛋白质的腐臭也进一步造成生态的恶化。此外,在脱色处理中产生的废液还含有Mn2+和SO42+也会产生污染。
甲壳素产业中酸液、碱液经一次使用就废弃,酸碱的利用率较低;虾壳中约含40%的碳酸钙、30%的蛋白质、约20%的甲壳素。从虾壳中提取甲壳素,而丢弃大量的碳酸钙、蛋白质,造成严重的资源浪费。因此,对目前尚未成熟的生产厂家来说优化甲壳素生产工艺,回收甲壳素废液中的酸、碱,并对回收后的废液进行处理,从中回收碳酸钙、蛋白质、醋酸等副产品充分利用资源,减少环境污染,进而实现甲壳素产业的绿色化具有非常主要的意义。
甲壳素不能直接溶于水,且易发生酸催化水解反应,在一定程度上限制了其推广应用。在纺织行业,还没有批量纺制甲壳素短纤维纺织品的报道,国内外几乎开发的都是其混纺产品。事实上,甲壳素产品作为生物医用材料、保健品在我国还处在开始阶段;在纺织、化妆品领域的应用还未完全打开。所以,应该考虑在产品研发上实现新的突破。寻求降低产品成本途径的同时,积极开发甲壳素衍生物,拓宽新产品。
甲壳素及其衍生物壳聚糖具有资源丰富、天然无污染、安全无毒及生物相溶性等特点,因此被认为是一类具有独特生物活性的高分子化合物,是近年来颇受重视的医用材料,有巨大的潜在市场。但由于国内研究开发比较松散以及转化周期长、生产规模小等因素,直接影响了这一产业的形成,若能加大投入力度进行更深层次的开发研究应用,开展国际间的合作,必将使该天然高分子生物材料的研究开发产生巨大的经济效益和社会效益,相信这种再生资源的利用价值会越来越大。
我国具有丰富的甲壳素资源,有巨大的甲壳素、壳聚糖等产品市场,加强甲壳素及其衍生物的开发与研究,充分利用自然资源,必将带动甲壳素的应用。国外在这方面的研究比较深入,已经在生物、医学、食品、保健等方面得到广泛应用.。我国起步比较晚,在相关方面的研究与应用比较少.相信在不久的将来,甲壳素及其衍生物必将得到更广泛的应用。甲壳素的使用在我国前景很好,但是由于科技和技术的限制,难以深入的对其进行全面了解,而西方发达国家对甲壳素的研究时间和深度都比我国先进的多,这样的情况可以对我国的科研人员起到一定的激励作用,提高工作效率,增强科研信心和决心,提高效率,相信所有的难题都会被克服。
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