甲壳素行业分析

甲壳素行业分析甲壳素是一种多糖类生物高分子，在自然界中广泛存在于低等生物菌类，藻类的细胞，节支动物虾、蟹、昆虫的外壳，软体动物（如鱿鱼、乌贼）的内壳和软骨，高等植物的细胞壁等，甲壳素每年生命合成资源可达2000亿吨，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源，是人类取之不竭的生物资源。甲壳素是自然界中唯一“带正电荷的天然活性产物”，被誉为除糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质之外的“人体第六生命要素”，在人体的生理活动中起到非常重要的作用。广泛用于食品、医药、化妆品、生物工程、造纸、化工、农业、饲料、纺织、印染、卷烟、污水处理等领域。自20世纪80年代以来，在全世界范围内掀起开发甲壳素、壳聚糖的研究热潮后，世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度，日本更是走在各国的前列。在美国、韩国、印度、荷兰、挪威、加拿大、波兰、法国等都已能生产。自然界中每年生物合成的甲壳素约有10亿吨左右，是仅次于纤维素的天然高分子化合物，也是地球上最丰富的有机物之一。甲壳素应用甲壳素的应用范围十分广泛，产品大致可分为食品级和工业级两个方面。食品级产品可作为食品添加剂、保健功能食品等；工业级产品的用途则更为广泛，可广泛用于农业、纺织、工业助剂等方面，目前市场上已经出现添加甲壳素的内衣。而甲壳素的衍生物的应用范围则更加广泛，还可用于医用敷料等新材料的用途，另外国内现有研究人员研究使用甲壳素系列产品制成人造眼角膜。1、食品工业1.1食品添加剂：如食品结构形状的控制，优化食品的风味，改善食品的流动性，控制粘度，增加食品中的纤维含量等。壳聚糖与酸性多糖反应，生成壳聚糖的酸性多糖络盐，此络盐呈肉状组织纤维，可作为组织形成剂，与猪肉、牛肉、鱼和禽肉等混合，制成优质和低热量的填充食品，也可通过添加香料、调料和色素等制成各种人造肉，供既喜欢吃肉又不能吃肉的人食用；可作为增稠剂和稳定剂用于蛋黄酱、花生酱芝麻酱、奶油代用品、含沙司罐装食品等；还可以作为调味品、豆腐凝固剂等。1.2功能原辅料：如功能性食品包括降酸食品、减肥食品、肠内微生物群调节食品、补充微量元素食品，抑菌保鲜剂、可食性包装材料或缓释材料等。1.3液体处理剂：饮用水的净化，从废水中回收蛋白质，饮料及酒类的澄清，如澄清糖汁、净化糖蜜、果酒和果汁的澄清，果汁脱酸和防止醋沉淀，降低液体中的总固体含量等。2医疗卫生甲壳素在医疗卫生方面的用途多以衍生物的形式应用，例如脱乙酰甲壳素等。2.1缝合线脱乙酰甲壳素可制成纤维做手术缝合线使用，在血清、尿、胆汁、胰液中仍保持良好的拉力。在伤口愈合后，缝合线可自动分解被组织吸收。2.2人造皮肤1986年，楼宝成等研制成功人造皮肤，并在临床应用中取得可喜成果，1987年该技术获国家发明专利。这种人造皮肤不致敏、无刺激、无吸收中毒及占位排斥现象，而且透气性能好，还具有止血、抑痛和促进皮肤生长的作用。2.3骨组织、神经组织修复研究表明，脱乙酰甲壳素能促进骨源细胞的分化，并能促进骨骼的形成，可促进再生轴突数目的恢复以及横断面髓鞘面积的增加。2.4止血剂与抗凝血作用相反，甲壳素的某些衍生物具有优良的凝血作用。3制药方面3.1药物制剂方面含甲壳素60%的片剂可按零级动力学释放药物有效成分，并完全符合药典规定的崩解要求。沢柳等将甲壳素与乳糖、盐酸心得安混合后直接压片，井上等将难容于水的泼尼松与脱乙酰甲壳素混合后直接压片，溶出实验均证明其在胃液中呈零级释放。川岛等用湿法制备甲壳素与阿司匹林颗粒，干燥后压片，此片剂在人造胃液或肠液中均呈缓释性，释放速度与甲壳素的浓度有关。李平等将洛美沙星、明胶与脱乙酰甲壳素制成每片含洛美沙星13.33毫克的药膜，用于治疗口腔溃疡，疗效很好。孙多生应用甲壳素制得微型胶囊的半透膜可以阻止动物细胞抗体蛋白进出，但允许营养物质、代谢产物和细胞分泌的激素等生理活性物质出入，保证了细胞的长期存活。甲壳素还可以作为辅料制成微粒、微囊、粉剂及栓剂等。3.2在发酵及酶工程领域Weir等1993年成功地将难以与发酵液分离的酵母用脱乙酰甲壳素进行了分离。青岛海洋大学刘万顺等将脱乙酰甲壳素作为絮凝剂用于谷氨酸发酵液菌体絮凝技术的研究，发酵液中菌体的去除率达98%以上，此项技术已获国家发明专利。姜涌明等用脱乙酰甲壳素为载体，对木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶及胃蛋白酶进行固定化，其活力回收率分别达47%、50%、74%和55%，酶的稳定性得到明显提高。3.3在细胞工程领域利用动物细胞大规模培养技术，可以制备稀有的生化药物和细胞活性因子等产品。研究证明，脱乙酰甲壳素是一种新型的细胞大规模培养用的优质材料。陈西广等已利用其作为主要原料制成一系列微载体，这种微载体耐高温高压，可湿热除菌。通过细胞培养实验，这种微载体能适宜来源于不同物种的细胞在其表面高密度生长。3.4化学反应的催化剂脱乙酰甲壳素因分子链上具有相邻的羟基和氨基，对过渡金属和稀土金属有选择性螯合作用，形成的配合物能催化某些化学反应。3.5分离膜甲壳素可制成交联膜、共混膜、超滤膜等，在工业中有很大用途。另外，甲壳素在某些混合溶剂中经处理可做超滤膜使用，拉伸强度是铜玢膜的2倍。4环保应用甲壳素及其衍生物可作为多种助剂应用在工业中，油田污水和炼油废水中往往含有大量的悬浮物、胶体、乳化油珠及细菌。另外，甲壳素及其衍生物在农业方面的使用也有很多优点：可使土壤中有益的微生物——放线菌增加，而使有害菌——镰刀菌（Fusarium）等减少；消灭根瘤线虫，减少土壤连作障碍；使土壤形成团粒化，改善土壤通气性，排水性和保肥力。因而促进根部发育，使根毛增加，增加营养吸收。甲壳素的行业发展分析甲壳素和壳聚糖由于其天然无毒和在许多领域的广泛用途，已引起许多国家的重视，现已成为最热门的研究领域之一。甲壳素资源的供应自然也成为人们关注的热点。就国内而言，目前壳聚糖的年产量约200t，远不能满足市场需要。甲壳素需求分析及预测全球几乎所有的国家均在研究开发甲壳素，每年发表的论文报告上万篇，有的国家平均每3天就申报一项甲壳素应用专利。甲壳素已是一种内涵丰富、前景广阔的全球化和高新技术化的物质，已成为世人瞩目的前沿学科领域。若干年后将形成数百亿美元的市场。面对世界性的甲壳素研究开发热和即将到来的甲壳素时代，对于中国来说，是一次机遇和挑战。目前我国的甲壳素研究开发热也正在兴起。全国有数千家科研院所、大专院校和企业从事甲壳素的应用开发，近年全国甲壳素的产量已突破4000吨大关，先后召开各类甲壳素相关的全国性学术会议8次，发表的甲壳素论文报告多达数百篇。甲壳素壳聚糖具有许多独特的化学物理性质，近年来国际上更是十分重视对它的深入开发和应用。目前，国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出，应用产品已达五百种以上，美国、日本、意大利、挪威、印度和南朝鲜等国相继建立甲壳质/壳聚糖生产厂，其中日本和美国是主要生产国家，同时又是主要的消费国。在日本现在可以买到添加有壳聚糖的饼干、面条、牛奶以及甲壳质系列保健品。通过对甲壳质和壳聚糖进行化学修饰与改性来制备性能独特的衍生物已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。壳聚糖被广泛用于制药，感光材料，食品添加剂，作为金属合剂以及被用于食品果蔬的防腐与保鲜；用甲壳质制备的壳聚糖易溶于水，易被吸收，并且具有抗菌，抗肿瘤和提高植物防御能力等功效；在医药工业，可制成吸收性手术缝合线、创可贴、免疫促进剂。利用其物理机械性能，可制成膜状、胶状、粉状物和润滑剂、抗凝血剂、抗胆固醇剂、抗胃炎剂、酶固定化材料、隐形眼镜、透析膜、药物传送载体、人工肾、人工心脏瓣膜、粘膜止血剂、人造皮肤等众多用途产品。其中最吸引人的应用是利用它们的化学或生物活性性能，如细胞结合和细胞活化性能。也正是因为这些特征，使得甲壳质/壳聚糖及其衍生物的应用领域几乎涉及到日常生活的各个方面。特别是当前国际走向现代化时代，工业突飞猛进，可以预言，甲壳质及壳聚糖可望有朝一日将象塑料一样融合进人们的日常生活，成为二十一世纪的支柱产业之一。甲壳素供需综合分析及预测近年来，由于国际市场壳聚糖需求趋旺，日本和美国等从我国大量购买壳聚糖粗品，生产壳寡糖等产品，再以高科技产品返销我国，获取高额利润。我国有丰富虾蟹壳资源和巨大的壳聚糖制品潜在市场，仅2005年国内对壳聚糖产品的需求量就达到4000吨，而目前的产量远远难以满足国内外急切的市场需求，开发利用前景十分广阔。壳聚糖生产原料来源丰富。我国每年水产加工业的甲壳废弃物约为三万吨，可制取3000吨的壳聚糖。但我国的生产及应用现状远远未达到。福建仅厦门、漳州、泉州三地区的干品蟹壳年资源量可达3000吨，可制取300吨壳聚糖。据了解，每年的5月至9月是生产旺季，甲壳素原料在国内外市场非常紧俏。然而，关于壳聚糖的规模化生产，目前国内，特别是我国南方迄今尚无出口该产品的生产基地，而国外市场随着对壳聚糖应用开发的长足进步，需求量每年已达2000吨以上，供需缺口较大。根据目前有关方面提供的国际市场情况，今后若干年，仅壳聚糖产品就将有数亿美元的市场。我国市场上已出现近10种以甲壳素为原料制成的功能性保健食品。近几年来，国产甲壳素以其低廉的价格、丰富的产量打入了国际市场，仅美国和日本两个国家，每年就要从中国进口数千吨甲壳素，与此同时，甲壳素的开发利用更是日新月益，2005年就有几十种甲壳素减肥药问世。我们国家有着绵长的海岸线和丰富的内地湖泊，虾蟹壳来源广泛，为甲壳素项目提供了美好的远景。随着甲壳素的需求量不断增大，甲壳素的身价也随之水涨船高，在美国每公斤甲壳素价值260美元，在国内也不低于100元。如此受宠的甲壳素，它的生产原料却非常低廉，存在于各种虾蟹壳中。可是，因为那时人们生活水平不高，虾蟹本身就是一种昂贵的食品，食用量不大，所以虾蟹壳来源也不广。经预测，今后若干年内，甲壳素以及甲壳素衍生物的市场需求旺盛。仅壳聚糖产品就将有数亿美元的市场，因此生产壳聚糖的市场潜力巨大，产品具有竞争能力，销售前景看好。然而，国内的及其衍生物制品的供应不足，因此在稳定批量生产甲壳素和壳聚糖的基础上，进一步加强应用领域的技术开发和投资力度，则其市场供求前景将更为广阔。