王一迪，古 淵，謝 嫚，游清徽

（江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西南昌 330022）

殼聚糖廣泛存在于各類動物、植物和真菌中，被認(rèn)為是自然界中存量僅次于纖維素的天然多糖類物質(zhì)[1]。殼聚糖主要來源于甲殼素，是甲殼素脫N-乙?；漠a(chǎn)物，其氨基具有很強(qiáng)的親核性，能夠發(fā)生N-烷基化等一系列反應(yīng)。通常來講，甲殼素中的N-乙?；撊?5%以上后就可被稱為殼聚糖。脫乙酰的程度決定了氨基在多糖分子鏈上的含量，脫乙酰程度越高，殼聚糖在稀酸溶液中由于氨基質(zhì)子化而產(chǎn)生的帶電基團(tuán)就越多，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)上的變化與性質(zhì)上的差異。因此，脫乙酰度（degree of deacetylation，DD）是殼聚糖生產(chǎn)中一個(gè)重要的質(zhì)量和工藝指標(biāo)[2]。同時(shí)，殼聚糖具有安全無毒、環(huán)境友好、可自然降解等特性，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥[3]、食品[4]、農(nóng)業(yè)[5]、環(huán)保[6]、紡織[7]、美妝[8]、生物工程[9]等領(lǐng)域。本文綜述了殼聚糖脫乙酰度的各類測定方法并進(jìn)行比較，討論了其優(yōu)點(diǎn)和局限性，并圍繞不同脫乙酰度的殼聚糖在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用展開討論，為殼聚糖產(chǎn)品的質(zhì)量控制和應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 殼聚糖脫乙酰度的測定

殼聚糖脫乙酰度的檢測方法大致可分為三類[10]。第一類是化學(xué)分析方法，包括堿量法[11]、膠體滴定法[12]、電導(dǎo)滴定法[13]、電位滴定法[14]和線性滴定法[15]等；第二類是光譜學(xué)方法，有紅外吸收光譜法[16]、紫外吸收光譜法[17]、核磁共振波譜法[18]等；第三類是破壞性方法，包括差示掃描量熱法[19]、元素分析法[20]、解離法[21]和X射線衍射法[22]等。同時(shí)，近年來也有相關(guān)學(xué)者開發(fā)出了新型的電特性測定法。本文綜述了目前所有報(bào)道的幾種殼聚糖脫乙酰度測定方法及其改進(jìn)方案，同時(shí)比較各種檢測方法的優(yōu)勢和不足，總結(jié)見表1。

1.1 化學(xué)分析法

1.1.1 酸堿滴定法 酸堿滴定法的依據(jù)，是殼聚糖脫乙?；螽a(chǎn)生的自由氨基呈堿性，能夠與酸定量發(fā)生中和反應(yīng)，然后通過滴定測量體系中多余的氫離子，即可推算出與氨基結(jié)合的氫離子含量，進(jìn)而推算出殼聚糖的氨基含量和脫乙酰度。通過酸堿滴定法測定氨基含量時(shí)使用的指示劑通常為甲基橙[11]，但在滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由橙色變?yōu)辄S色，顯色不夠明顯。印琦等[23]采用甲基橙-亞甲基藍(lán)作為指示劑對酸堿滴定法加以改良，在滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由紫色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\綠色，測定結(jié)果準(zhǔn)確度達(dá)到97.01%，相較于單獨(dú)使用甲基橙作為指示劑時(shí)更好判斷，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。此類方法需要將殼聚糖配制成溶液后進(jìn)行測定，這就對殼聚糖樣品的分子量和脫乙酰度范圍有一定的要求，也可能受到溶液中其他雜質(zhì)的干擾而影響其測定精度。

基于酸堿滴定法的原理，何煒欣等[24]采用光纖折射率傳感器的檢測方法，以光纖折射率傳感器實(shí)時(shí)動態(tài)檢測滴定過程中樣品溶液的光折射率，能夠非常便利、精確地判斷滴定終點(diǎn)。當(dāng)以雙突躍法滴定結(jié)合光纖折射率傳感器進(jìn)行檢測時(shí)，三種殼聚糖樣品的脫乙酰度分別為（88.0%±1.1%）、（92.2%±0.9%）、（96.1%±0.8%），而根據(jù)1H NMR得出三者的脫乙酰度分別為87.0%、91.0%和95.1%，二者相差不大。該結(jié)果表明，將光纖折射率傳感器測試系統(tǒng)用于殼聚糖的脫乙酰度檢測是可行的。這種方法的核心測量裝置不需要額外的電子元件，能夠避免電磁波干擾，具有易于搭建、操作簡便、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。但不可忽略的是，該方法同樣會受到殼聚糖溶液粘稠、渾濁特征的影響，導(dǎo)致測試結(jié)果的可靠性下降。

1.1.2 庫倫滴定法 庫倫滴定法是通過在電極上發(fā)生電解反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氧根離子在殼聚糖溶液中與反應(yīng)剩余的HCl發(fā)生反應(yīng)，依據(jù)法拉第公式計(jì)算殼聚糖的脫乙酰度。WANG等[25]通過實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)以1 mol/L KCl溶液作為電解質(zhì)，15.00 mA恒定電流強(qiáng)度，以復(fù)合玻璃電極作為指示電極，以雙鉑電極-鉑絲輔助電極作為工作電極對，pH3.80為滴定終點(diǎn)，測量四份樣品得到的脫乙酰度均與核磁共振氫譜的檢測結(jié)果相近，標(biāo)準(zhǔn)差小于0.5%。隨后，WANG等[26]又對庫侖滴定法做出改進(jìn)，采用雙突躍庫侖滴定法分析殼聚糖的脫乙酰度，通過兩次突躍之間的電解時(shí)間差，即可得出殼聚糖的脫乙酰度，同時(shí)消除由殼聚糖溶液中殘留的酸或堿所引起的測量誤差，測試結(jié)果表明，四個(gè)樣品的脫乙酰度與核磁共振測定的結(jié)果一致，標(biāo)準(zhǔn)偏差低于0.60%。庫侖滴定法直接通過電解來產(chǎn)生氫氧根，根據(jù)兩次突躍之間的電解時(shí)間差能夠直接計(jì)算殼聚糖中質(zhì)子化的氨基含量，有效避免了溶液中殘留酸或堿的干擾，精密度較好，操作簡單，并且分析時(shí)間也較快，15 min即可得出結(jié)果，但其對電解質(zhì)的種類和濃度都有一定要求。雙突躍庫侖滴定法在檢測過程中使用銻電極取代玻璃電極，提高了檢測的靈敏度，克服了玻璃電極在粘稠、渾濁的殼聚糖溶液中的應(yīng)用缺陷。但是，庫倫滴定方法及改進(jìn)的雙突躍庫侖滴定法都有一個(gè)共同的缺陷，就是只能檢測溶解性較好的殼聚糖，對殼聚糖的相對分子量有一定要求，同時(shí)也容易受到內(nèi)源性雜質(zhì)的干擾，穩(wěn)定性不佳。

1.2 光譜學(xué)方法

1.2.1 紅外光譜法 殼聚糖殘留的酰胺基團(tuán)具有獨(dú)特的紅外吸收峰，使得紅外光譜法（IR）成為測定殼聚糖脫乙酰度光譜學(xué)方法中最常用的一種。殼聚糖的脫乙酰度不同，則分子中酰胺基團(tuán)參與形成的鏈內(nèi)、鏈間氫鍵的數(shù)目也不同，導(dǎo)致酰胺峰位發(fā)生變化。在樣品的紅外光譜圖中，不同基團(tuán)會呈現(xiàn)出不同的吸收區(qū)域，通過參照品中酰胺的特征吸收峰與其總吸收峰之間的比例，結(jié)合殼聚糖樣品的總吸收峰，即可推算出殼聚糖的脫乙酰度。

選擇合適的吸收峰、參照峰以及基線，對紅外光譜測定殼聚糖的脫乙酰度非常重要[27]。其特征吸收峰大多選擇1655、1550和1310 cm?1等，而參照峰常用3450、2877 cm?1等?，F(xiàn)有文獻(xiàn)采用了多種不同的吸收帶比，例如A1320:A1420[28]、A1655:A3450[29]、A1560:A1030[30]等。林瑞洵等[31]發(fā)現(xiàn)1655 cm?1處的吸收峰受樣品含水的影響較大，1550 cm?1處吸收峰受到的影響則較小。DONG等[32]分析后認(rèn)為使用A1560:A2880的吸收帶比測定效果最好，并且在相鄰兩個(gè)波谷之間建立連接，對于測量1560 cm?1和1655 cm?1譜帶的吸光度更好。測量范圍幾乎覆蓋了脫乙酰度的整個(gè)范圍（1%~100%），并且優(yōu)化了1655 cm?1峰受到樣品中含水的干擾問題。同時(shí)，當(dāng)殼聚糖的脫乙酰度過高（大于90%）時(shí)，由于酰胺基團(tuán)的吸收峰很弱，紅外光譜檢測中很容易受雜質(zhì)干擾，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

DIMZON等[33]使用偏最小二乘（PLS）來對紅外光譜測定結(jié)果進(jìn)行分析，使得檢測準(zhǔn)確度得到了顯著改善。該研究采用1500 cm?1至1800 cm?1的紅外光譜區(qū)數(shù)據(jù)集，采用不同的PLS模型對該數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理、評估和比較。對PLS載荷圖的分析表明，光譜區(qū)域中的重要變量來自1660 cm?1和1550 cm?1處的酰胺譜帶和1600 cm?1處的酰胺譜帶相關(guān)的吸收最大值。與常規(guī)的紅外吸收率法相比，IR-PLS結(jié)果更加精確和可靠。FATIMA[34]還采用了傅里葉變換紅外光譜（FTIR）追蹤從甲殼素提取殼聚糖過程中的脫乙酰度變化，從而跟蹤了甲殼素到殼聚糖的轉(zhuǎn)化過程。

紅外光譜法的優(yōu)勢在于不用將殼聚糖樣品配制成溶液，進(jìn)而測定一些難溶的殼聚糖樣品，操作中一般使用溴化鉀壓片法，即將干燥后的殼聚糖樣品與溴化鉀混合并研磨成粉末，壓片后再進(jìn)行分析。樣品中的內(nèi)源性雜質(zhì)對測定的影響較小，但需要專業(yè)儀器才能完成測定，限制了該方法的應(yīng)用場景。

1.2.2 拉曼光譜法 ZAJAC等[35]還開發(fā)出了一種使用拉曼光譜測定殼聚糖脫乙酰度的方法。拉曼光譜法與紅外光譜法的原理相近，通過測定殼聚糖在拉曼光譜中的特征吸收峰來計(jì)算殼聚糖的脫乙酰度。檢測中以896 cm?1作為參照譜帶，而非采用受殼聚糖樣品中水分影響較大的C-H伸縮震動譜帶作為參照，提高了測定的準(zhǔn)確性。拉曼光譜的優(yōu)點(diǎn)是樣品中的水分、無機(jī)鹽和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)均對檢測結(jié)果無影響，從而保證了檢測的準(zhǔn)確度。

1.2.3 核磁共振波譜法 核磁共振波譜法（NMR）是一種應(yīng)用廣泛的化合物結(jié)構(gòu)解析方法，常用的有1H NMR[36]、13C NMR[37]、15N NMR[38]等。其中1H NMR被廣泛認(rèn)為是測定殼聚糖脫乙酰度最為準(zhǔn)確的方法，常被用作其他測定方法的校準(zhǔn)和對照[39]。1H NMR是利用殼聚糖分子中不同氫質(zhì)子具有不同的化學(xué)位移值，以核磁共振波譜圖中氫質(zhì)子的積分面積和對照氫質(zhì)子的積分面積做比較，來計(jì)算出殼聚糖的脫乙酰度。13C NMR的原理與前者類似，檢測的是羰基中的碳峰面積。TANG等[40]提出了一種根據(jù)交叉極化互易關(guān)系，使用SSNMR13C方法測定甲殼素含量和殼聚糖的脫乙酰度。這是基于交叉極化互易關(guān)系改進(jìn)的固體核磁共振定量方法（rQCPZRCSSNMR），將其用于殼聚糖脫乙酰度的測試。選擇三個(gè)甲殼素或殼聚糖樣品以評估rQCPZRC的性能，與定量測試法和最佳接觸時(shí)間法相比，rQCPZRC被證明是一種準(zhǔn)確可靠的脫乙酰測試方法，相對誤差小于5%。此外，每個(gè)樣品的rQCPZRC實(shí)驗(yàn)時(shí)間為5.5 h，明顯短于雙脈沖定量分析法（DP）的36~85 h。因此，使用rQCPZRC作為脫乙酰度的測試工具，能夠精準(zhǔn)和高效地測定殼聚糖的脫乙酰度。15N NMR的計(jì)算最為簡單，通過核磁共振得到氨基信號峰和乙酰胺信號峰，通過峰強(qiáng)度的比值來得出殼聚糖的脫乙酰度。但13C NMR和15N NMR的檢測準(zhǔn)確性較低，且操作繁瑣程度相當(dāng)，故在應(yīng)用上還是將1H NMR作為核磁共振波譜法中的最優(yōu)選[37]。核磁共振波譜法的局限性在于所需儀器昂貴，操作也非常復(fù)雜，需要專人經(jīng)培訓(xùn)后才能操作，這使得這種方法很難被推廣和應(yīng)用。

1.3 破壞性方法

1.3.1 差示掃描量熱法 差示掃描量熱法（DSC）是一種常用的熱分析方法，通過檢測樣品的物理性質(zhì)隨溫度和時(shí)間的變化，來分析物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)[19]。利用甲殼素和殼聚糖在高溫條件下能夠解離成兩種特定單體的性質(zhì)，檢測人員采用DSC來測定殼聚糖的脫乙酰度。GUINESI等[41]通過DSC測定殼聚糖脫乙酰度時(shí)在296和404 ℃時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)放熱峰，峰高度與峰面積的比值與殼聚糖樣品的脫乙酰度之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。紀(jì)建華[42]將DSC測定與紅外吸收光譜法進(jìn)行比較研究，結(jié)果表明，殼聚糖DSC曲線中選用295 ℃分解峰與紅外光譜測定中選用A1320:A1420得到的脫乙酰度結(jié)果相近，同時(shí)也接近于樣品標(biāo)稱的脫乙酰度，僅稍微偏高約1%。紀(jì)建華[43]又將DSC測定與和電位滴定法加以比較，DSC檢測結(jié)果與作為參照的1H NMR測定結(jié)果最大相差不到1%，且四組平行試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.5%，表明DSC檢測有較好的精密度；此外，通過對兩種方法穩(wěn)定性的考察，發(fā)現(xiàn)電位滴定法的測定值會隨著樣品溶液放置時(shí)間的延長而逐漸增加，穩(wěn)定性相對較差的最大相差為3.92%，而DSC法沒有明顯變化，最大相差僅為1%。由此可見，DSC法和紅外光譜法一樣，都屬于測定準(zhǔn)確度較好的一類方法，檢測速度快，并且同樣擁有廣泛的脫乙酰度測定范圍。然而，該方法需要專門的檢測設(shè)備，因此產(chǎn)生了一定的局限性。

1.4 電特性測定法

1.4.1 毛細(xì)管區(qū)帶電泳法 WU等[44]開發(fā)了一種毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE）的方法來測定殼聚糖的脫乙酰度。殼聚糖是一種陽離子多糖，其脫乙酰度可以通過電泳遷移率的分布來表征，因此毛細(xì)管區(qū)帶電泳是一種合適的檢測方法，通過測定殼聚糖電泳遷移的速率與1H NMR測定的脫乙酰度，在二者之間建立線性校準(zhǔn)方程式，實(shí)現(xiàn)了55.3%~96.2%脫乙酰度殼聚糖樣品的測定。值得強(qiáng)調(diào)的是，該方法不僅可以獲得殼聚糖樣品的平均脫乙酰度，而且還可以從電泳色譜圖中獲得不同批次殼聚糖的脫乙酰度分布信息。THEVARAJAH等[45]使用游離溶液毛細(xì)管電泳（CE）度來分離不同脫乙酰度的殼聚糖，根據(jù)殼聚糖樣品電泳遷移率分布的分散性可以表征殼聚糖的脫乙酰度，并與1H NMR檢測得到的脫乙酰度數(shù)建立了對應(yīng)關(guān)系，同樣取得了較好的結(jié)果。但是，毛細(xì)管區(qū)帶電泳法不可避免地要依據(jù)1H NMR檢測的結(jié)果作為參照，這就使得測試的前期準(zhǔn)備工作變得復(fù)雜且耗時(shí)，從而限制了該方法的推廣應(yīng)用。

1.4.2 感電特性測定法 利用感電特性來評估殼聚糖的脫乙酰度是由LI等[46]提出的一種新型檢測方法。該研究旨在通過基于感應(yīng)方法的模擬電分析系統(tǒng)確定固定相對分子質(zhì)量殼聚糖的脫乙酰度。相關(guān)研究表明，導(dǎo)電性液體食品的物理化學(xué)性質(zhì)能夠通過其感電特性加以表征[47]。將其應(yīng)用于殼聚糖，原理大致為：在硅鋼芯的一側(cè)用銅絲纏繞作為初級線圈（Np），將導(dǎo)電性溶液（殼聚糖乙酸溶液）填充在硅鋼芯的另一側(cè)的玻璃螺旋管（或聚四氟乙烯管）中，使之成為次級線圈（Ns）。在初級線圈上施加的初級電壓（Up）會在鋼芯中產(chǎn)生交變磁通，從而導(dǎo)致殼聚糖線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓（Us）。根據(jù)變壓器原理[48]Up/Us=Np/Ns，其中Up和Np/Ns都是固定的，所以Us為一常數(shù)。殼聚糖中氨基含量的差別會導(dǎo)致其感電特性的差異[49]，而阻抗的變化會導(dǎo)致殼聚糖線圈中的Us變化，所以通過測量殼聚糖的感應(yīng)電參數(shù)，即可對應(yīng)表征殼聚糖的脫乙酰度值。但是，該方法目前只能檢測固定相對分子質(zhì)量的殼聚糖溶液，這是由于殼聚糖的聚合度也會影響其氨基含量[50]，因此該方法更加適用于同批次固定相對分子質(zhì)量殼聚糖樣品的檢測，而非殼聚糖混合物的質(zhì)量控制。

2 不同脫乙酰度殼聚糖的應(yīng)用

2.1 高脫乙酰度殼聚糖的應(yīng)用

脫乙酰度達(dá)到85%（甚至90%）以上的殼聚糖就可以稱之為高脫乙酰度殼聚糖[51]。高脫乙酰度殼聚糖由于游離氨基含量高，在抗菌、保鮮、防腐和抗氧化等方面都表現(xiàn)出良好的作用，故而在食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1.1 抗菌 殼聚糖抗菌機(jī)理主要包括兩個(gè)方面：一是當(dāng)殼聚糖分子中帶正電荷的氨基吸附于細(xì)菌細(xì)胞表面時(shí)，會形成一層阻礙物質(zhì)運(yùn)輸?shù)母叻肿幽?，影響?xì)胞正常的新陳代謝，從而起到抑菌作用[52]；二是這些游離氨基能夠和細(xì)菌細(xì)胞壁中帶負(fù)電的磷壁酸結(jié)合影響其生理功能，破壞細(xì)胞壁合成，進(jìn)而改變了細(xì)胞膜的屏障性能，引起菌體形變，導(dǎo)致質(zhì)壁分離[53]。趙維等[54]比較了不同脫乙酰度蠶蛹?xì)ぞ厶堑囊志阅埽Y(jié)果顯示，隨著樣品脫乙酰度的增加，抑菌活性也逐漸增大，對白色念珠球菌、大腸桿菌、蠟狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌等都表現(xiàn)出了明顯的抑制作用。賈秀春等[55]用殼聚糖對豬肉進(jìn)行抗菌處理也得到了類似的結(jié)果。各種海產(chǎn)廢料，如蝦殼、蟹殼等都是重要的殼聚糖產(chǎn)品來源，VALE 等[56]從蟹殼中提取了脫乙酰度為92%的高脫乙酰度殼聚糖，分別以濃度為1.5%和0.6%的甘油配制成殼聚糖甘油膜溶液，同樣表現(xiàn)出良好的抗菌活性。由此可見，殼聚糖分子中游離氨基的含量是使其發(fā)揮抑菌作用的關(guān)鍵，高脫乙酰度的殼聚糖其抗菌效果會更好。

殼聚糖與金屬離子結(jié)合制備復(fù)合材料，可以加強(qiáng)其抗菌活性[57]，例如銀離子會與帶負(fù)電的大分子相互作用，引起蛋白質(zhì)變性、細(xì)胞壁變形，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[58?59]，因此，殼聚糖與金屬離子的復(fù)合材料預(yù)期效果更好。

2.1.2 保鮮 殼聚糖作為一種天然防腐劑能夠有效保鮮，抑制食品氧化、褐變和產(chǎn)生異味[60]。研究表明，高脫乙酰度的殼聚糖能夠有效抑制肉類中的脂質(zhì)水解，其機(jī)理在于殼聚糖作為一種堿性多糖，具有大量的游離氨基，能夠和游離脂肪酸充分結(jié)合，發(fā)揮良好的抗氧化活性[61]。歐春艷等[62]研究了不同脫乙酰度的殼聚糖對黃瓜的保鮮效果，采用脫乙酰度70%~90%的各種殼聚糖作為保鮮劑，結(jié)果顯示高脫乙酰度的殼聚糖更能減少黃瓜中的水分、葉綠素和維生素C的流失，降低黃瓜的腐爛率。因此，殼聚糖的脫乙酰度越高，保鮮效果越好。

將殼聚糖的成膜性應(yīng)用于食品包裝也是近年來的研究熱點(diǎn)。將殼聚糖與天然大分子有機(jī)物如蛋白質(zhì)、多糖及不同抗菌物質(zhì)如抗生素、有機(jī)酸、植物提取物等結(jié)合制備涂層用于食品包裝，能夠有效提升食品的抗菌能力，延長其保存時(shí)間。

呂勇等[63]考察了不同脫乙酰度涂布包裝紙的力學(xué)性能和抗油脂性能，結(jié)果表明，隨著涂布的殼聚糖脫乙酰度的提高，包裝紙力學(xué)性能得到提升。其原因可能是殼聚糖分子與紙張纖維素之間的氫鍵作用力與脫乙酰度呈正相關(guān)。

將高脫乙酰度的殼聚糖和茶多酚復(fù)配制成復(fù)合保鮮膜，不僅提高了保鮮膜中的總酚含量，還提高了其對2,2-二苯基-1-苦基肼自由基的清除活性，大幅增強(qiáng)了殼聚糖保鮮膜的抗氧化性能，同時(shí)膜的機(jī)械強(qiáng)度和水蒸氣阻隔性能也得到了提升[64?65]，在水果[66?68]、蔬菜[69?70]、水產(chǎn)品[71?72]和肉類[73?74]等的保鮮領(lǐng)域都呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.2 中低脫乙酰度殼聚糖的應(yīng)用

一般稱脫乙酰度在55%~85%的殼聚糖為中低脫乙酰度殼聚糖[51]，此類殼聚糖在組織工程和環(huán)保等領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用。

2.2.1 組織工程 殼聚糖作為一類堿性陽離子聚合物，不溶于水，同時(shí)具有良好的可塑性和可加工性，將其加工或改性制成薄膜、微球或者多孔的組織工程材料，能夠?yàn)榧?xì)胞生長提供良好的支撐和貼附作用[75]。用于人體的組織工程材料的一個(gè)重要特性是具有合適的體內(nèi)降解性，殼聚糖可以被溶菌酶緩慢水解，因此具有合適的降解性，如今已成為生物和醫(yī)療材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[76]。殼聚糖的降解速度與其脫乙酰度密切相關(guān)，將其應(yīng)用于軟骨損傷修復(fù)時(shí)，使用脫乙酰度為80%左右的殼聚糖作為支架原料，可以讓殼聚糖支架的降解速度與人體軟骨正常修復(fù)的時(shí)間相吻合，從而發(fā)揮最佳的治療效果[77]。此外，殼聚糖還對人體原代成骨細(xì)胞的生長和分化有一定的影響，研究表明低脫乙酰度的殼聚糖海綿能夠促進(jìn)破骨細(xì)胞生成因子的分泌[78]。為了有效調(diào)控并引導(dǎo)骨再生的速度和質(zhì)量，可以通過使用不同脫乙酰度的殼聚糖原料加以實(shí)現(xiàn)。

2.2.2 環(huán)保 殼聚糖作為一種高分子凝絮劑和吸附劑，在水處理以及保水材料等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。通過將中脫乙酰度的殼聚糖與丙烯酰胺和陽離子單體進(jìn)行三元共聚合，一方面能夠增強(qiáng)改性殼聚糖的溶解性，另一方面還保持了聚合物足夠的相對分子質(zhì)量與電荷密度，使其更容易對雜質(zhì)顆粒進(jìn)行架橋吸附和電中和[79]。同時(shí)，不同的脫乙酰度也使得殼聚糖對不同的重金屬元素有著不同的去除效率。例如，中低脫乙酰度的殼聚糖薄片和珠粒則對鉛的去除效果更好[80]。中低脫乙酰度殼聚糖還能夠作為保水材料，將殼聚糖丙烯酸酯類的高吸收性聚合物（SAP）作為保水材料，對保護(hù)植被、涵養(yǎng)水源都有著很好的效果。相關(guān)研究表明，當(dāng)使用低相對分子質(zhì)量和低脫乙酰度的殼聚糖時(shí)，SAP的吸水性更強(qiáng)[81]。

3 總結(jié)和展望

殼聚糖在傳統(tǒng)食品工業(yè)和醫(yī)療保健行業(yè)中的應(yīng)用極為廣泛，在抗菌、保鮮和包裝材料方面具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，對于殼聚糖的研究開發(fā)仍處于逐漸深入的過程，暫時(shí)難以完全替代相關(guān)的食品添加劑和防腐劑，正因如此，還需要研究者對殼聚糖進(jìn)行全面且深入的檢測、復(fù)配和改性研究。絕大多數(shù)情況下，殼聚糖必須標(biāo)注其脫乙酰度。為了保證殼聚糖脫乙酰度測定的效率、準(zhǔn)確性與可推廣性，有必要繼續(xù)探索更加簡便、快速、準(zhǔn)確的測定方法。現(xiàn)有的脫乙酰度測定方法中，化學(xué)分析法和光譜分析法由于其簡便快捷的特性，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域。不同脫乙酰度的殼聚糖也發(fā)揮出了不同的功能特性，高脫乙酰度殼聚糖的抗菌保鮮能力受到重視，中低脫乙酰度的殼聚糖則在醫(yī)學(xué)和環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，通過進(jìn)一步探索殼聚糖脫乙酰度的測定方法，相信能夠?yàn)閿U(kuò)展其更加廣泛的應(yīng)用提供助力和參考。