1、三、糖的分類三、糖的分類 單糖單糖(Monosaccharides) 雙糖雙糖(Disaccharides) 寡聚糖寡聚糖(Oligosaccharides) 多糖多糖(Polysaccharides)：結構多糖、儲：結構多糖、儲 藏多糖、生理性多糖藏多糖、生理性多糖 俗稱碳水化合物俗稱碳水化合物 由由 C H O三種三種元素組成元素組成 化學定義化學定義 多羥基醛或酮多羥基醛或酮及及其縮聚物其縮聚物和和衍生物衍生物 的的總稱總稱。 四、元素組成和化學本質四、元素組成和化學本質 糖的分類糖的分類 單糖單糖 寡糖寡糖（低聚糖低聚糖） 雙糖雙糖 多糖多糖 糖復合物糖復合物 根根 據據 大大 小小

2、單糖單糖是不能再水解為更小分子的糖。 寡糖寡糖由26個單糖分子構成。 多個單糖聚合在一起稱為多糖多糖。 若糖鏈與蛋白質或脂類物質結合則構成糖復合物糖復合物， 如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。 殼聚糖殼聚糖又稱幾丁質、甲殼素、蟹殼素等，它是昆蟲、又稱幾丁質、甲殼素、蟹殼素等，它是昆蟲、 甲殼類動物硬殼的主要成分，也是自然界中唯一存在甲殼類動物硬殼的主要成分，也是自然界中唯一存在 的堿性氨基多糖。的堿性氨基多糖。 多糖還有如下分類：多糖還有如下分類： 結構多糖結構多糖：構成植物細胞壁的纖維素、半：構成植物細胞壁的纖維素、半 纖維素，構成細菌細胞壁的肽聚糖等纖維素，構成細菌細

3、胞壁的肽聚糖等 儲藏多糖儲藏多糖：植物中的淀粉、動物體內的糖：植物中的淀粉、動物體內的糖 原等原等 生理性多糖生理性多糖：如粘多糖、血型物質等：如粘多糖、血型物質等 單糖一般是含有單糖一般是含有3-6個碳原子的多羥基醛個碳原子的多羥基醛 或多羥基酮。或多羥基酮。最簡單的最簡單的單糖單糖是甘油醛和二羥是甘油醛和二羥 基丙酮基丙酮。 甘油醛（甘油醛（glyceraldehyde）：為最簡單的醛）：為最簡單的醛 糖。果糖氧化斷裂可制得糖。果糖氧化斷裂可制得D-甘油醛甘油醛 單糖單糖 (monosaccharides) 二羥基丙酮二羥基丙酮(1,3-Dihydroxyacetone)或或1,3-二二

4、羥基丙酮羥基丙酮(Dihydroxyacetone),簡稱簡稱DHA，是，是 多羥基酮糖，是最簡單的酮糖。多羥基酮糖，是最簡單的酮糖。 單糖單糖可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。 葡萄糖為己醛糖，果糖為己酮糖。葡萄糖為己醛糖，果糖為己酮糖。 單糖單糖中中最重要最重要的與人們關系最密切的與人們關系最密切的是葡萄的是葡萄 糖糖等。等。 雙糖雙糖(disaccharides) 一、麥芽糖一、麥芽糖(maltose) 能被能被-葡萄糖苷酶水解，產生兩分子的葡萄葡萄糖苷酶水解，產生兩分子的葡萄 糖；麥芽糖有還原性，表明它含有半縮醛羥基。糖；麥芽糖有還原性，表明它含有半縮醛羥

5、基。 二、其它雙糖二、其它雙糖 蔗糖蔗糖(sucrose)、乳糖、乳糖(lactose)、纖維二糖、纖維二糖 （cellulose）等。）等。 多糖多糖 (polysaccharides) 如淀粉和糖原，它們是同聚多糖如淀粉和糖原，它們是同聚多糖 淀粉以淀粉粒的形式儲存在植物細胞質體的淀粉以淀粉粒的形式儲存在植物細胞質體的 基質中。基質中。 淀粉、葡萄糖、蔗糖都由淀粉、葡萄糖、蔗糖都由C、H、O三三 種元素組成，都屬于糖類。但三者分子的種元素組成，都屬于糖類。但三者分子的 大小及構成情況不同，淀粉屬于大分子，大小及構成情況不同，淀粉屬于大分子， 化學式為（化學式為（C6H10O5）n；葡萄糖、

6、蔗糖都；葡萄糖、蔗糖都 屬于小分子，化學式分別為屬于小分子，化學式分別為C6H12O6、 C12H22O11。 1直鏈淀粉（直鏈淀粉（-amylose）：）： 由由-1,4-糖苷鍵形成的一種線性聚合物，糖苷鍵形成的一種線性聚合物， 只有一個還原性末端。只有一個還原性末端。 2枝鏈淀粉（枝鏈淀粉（amylopectin）：）： 高度分支，除含有高度分支，除含有-1,4-糖苷鍵外，糖苷鍵外， 分支處還含有分支處還含有-1,6-糖苷鍵。糖苷鍵。 當植物淀粉進入動物體內后，首先由當植物淀粉進入動物體內后，首先由 口腔分泌的唾液淀粉酶進行消化，然后口腔分泌的唾液淀粉酶進行消化，然后 是是-1,4-糖苷鍵

7、酶。生淀粉對這種酶不糖苷鍵酶。生淀粉對這種酶不 太敏感，但當淀粉懸浮液加熱時，它吸太敏感，但當淀粉懸浮液加熱時，它吸 水膨脹，變得易受這種酶的作用。水膨脹，變得易受這種酶的作用。 3糖原：糖原：結構與支鏈淀粉相似，結構與支鏈淀粉相似，是一種動物是一種動物 淀粉。淀粉。是碳水化合物在動物體內的貯藏形式，是碳水化合物在動物體內的貯藏形式， 主在存在于肝臟和肌肉的細胞中，也存在于某主在存在于肝臟和肌肉的細胞中，也存在于某 些植物（如真菌）中。些植物（如真菌）中。 聚多糖聚多糖 糖胺聚糖糖胺聚糖（粘多糖）（粘多糖）是一類含己糖胺和糖是一類含己糖胺和糖 醛酸的雜多糖，是由多個二糖單位構成的長鏈醛酸的雜多

8、糖，是由多個二糖單位構成的長鏈 多聚物。多聚物。 基本功能：基本功能：結締組織間質和細胞間特有的成分，結締組織間質和細胞間特有的成分， 天然粘合劑。天然粘合劑。 常見如下幾類：常見如下幾類： v硫酸皮膚素硫酸皮膚素(dermatan sulfate)、硫酸、硫酸-4-軟骨軟骨 素（素（chondroitin-4-sulfate）、硫酸角質素）、硫酸角質素 (keratan sulfate)和硫酸和硫酸-6-軟骨素（軟骨素（chondroitin- 6-sulfate），主要存在于腱、軟骨和其他結締組），主要存在于腱、軟骨和其他結締組 織中。織中。 v 透明質酸透明質酸(hyaluronate)

9、: 約由約由25000個二糖單個二糖單 位構成。位構成。 v 肝素肝素(heparin): 天然的抗凝血物質，它能同天然的抗凝血物質，它能同 抗凝血酶抗凝血酶()強烈地結合，阻止血液凝固。強烈地結合，阻止血液凝固。 天然存在的多糖類：天然存在的多糖類： 纖維素、淀粉、甲殼素、海藻酸鈉等。纖維素、淀粉、甲殼素、海藻酸鈉等。 輻輻 照照 多糖類多糖類 高分子材高分子材 料料 輻射交聯輻射交聯 固態 液態 輻射降解輻射降解 多糖電離輻照變化多糖電離輻照變化 電離輻射技術（電離輻射技術（射線及電子束）對天射線及電子束）對天 然聚多糖高分子材料的輻射加工，如纖維然聚多糖高分子材料的輻射加工，如纖維 素、

10、淀粉、甲殼素、海藻酸鈉等天然高分素、淀粉、甲殼素、海藻酸鈉等天然高分 子聚多糖的改性研究是子聚多糖的改性研究是IAEA的研究重點。的研究重點。 輻射對多糖類的作用機理輻射對多糖類的作用機理 目前認為天然高分子材料的輻射交聯和降目前認為天然高分子材料的輻射交聯和降 解反應屬于自由基的作用，固態聚多糖輻照的解反應屬于自由基的作用，固態聚多糖輻照的 主要反應是由直接作用引起的。主要反應是由直接作用引起的。 液態聚多糖不僅有電離輻射的直接作用，液態聚多糖不僅有電離輻射的直接作用， 還有水輻解產生的活性粒子進一步與聚多糖分還有水輻解產生的活性粒子進一步與聚多糖分 子反應，形成大分子自由基子反應，形成大分

11、子自由基 的間接作用。的間接作用。 第一節第一節 纖維素輻射改性處理纖維素輻射改性處理 1838年法國科學家 佩因（Payen）從木材 提取某種化合物的過 程中分離出的一種物 質，由于這種物質是 在破壞細胞組織后得 到的，因而佩因把它 稱為Cell（細胞）和和 lose(破壞)，后來，后來組成 的一個新名詞 “cellulose” 。 纖維素（纖維素（Cellulose）分子式為（分子式為（C6H10O5）n， 它由它由D-葡萄糖以葡萄糖以-1，4糖苷鍵組成的大分子多糖，糖苷鍵組成的大分子多糖， 分子量分子量500002500000，不溶于水及一般有機溶，不溶于水及一般有機溶 劑。劑。 纖維素

12、是世界上最豐富的天然有機物，占植纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植 物界碳含量的物界碳含量的50%以上。棉花的纖維素含量接近以上。棉花的纖維素含量接近 100%，為天然的最純纖維素來源。木材的纖維，為天然的最純纖維素來源。木材的纖維 素占素占4050%，還有，還有1030%的半纖維素和的半纖維素和20 30%的木質素，麻、麥稈、稻草、甘蔗渣等都含的木質素，麻、麥稈、稻草、甘蔗渣等都含 有大量的纖維素。有大量的纖維素。 纖維素纖維素 分子分子 一、纖維素的輻射降解一、纖維素的輻射降解 用熱裂解纖維素需要用熱裂解纖維素需要250400高溫，揮高溫，揮 發性產物多，污染環境發性產物多，污染環境。

13、 輻照纖維素后在其分子鏈上產生自由基，輻照纖維素后在其分子鏈上產生自由基， 由于這些自由基具有很高的反應活性而且很難由于這些自由基具有很高的反應活性而且很難 復合，所以纖維素受照后發生分子結構的損傷，復合，所以纖維素受照后發生分子結構的損傷， 主鏈斷裂形成低分子量聚合物，同時結晶度也主鏈斷裂形成低分子量聚合物，同時結晶度也 下降，輻照可調節纖維素的聚合度。下降，輻照可調節纖維素的聚合度。 以木材、棉花、蘆葦等為天然原料生產的以木材、棉花、蘆葦等為天然原料生產的 纖維素纖維稱為粘膠纖維，又叫人造絲、冰絲、纖維素纖維稱為粘膠纖維，又叫人造絲、冰絲、 粘膠長絲。粘膠長絲。 用輻照纖維素產品用輻照纖維

14、素產品 制成的服裝其舒適度、制成的服裝其舒適度、 著色性、反彈性、懸著色性、反彈性、懸 垂性、耐磨性、抗菌垂性、耐磨性、抗菌 性，吸濕和吸濕性能性，吸濕和吸濕性能 明顯改善。明顯改善。 二、纖維素的輻射接枝改性二、纖維素的輻射接枝改性 天然纖維素結晶天然纖維素結晶 度高、難于加工，輻度高、難于加工，輻 射接枝共聚反應可以射接枝共聚反應可以 改變纖維素的不足和改變纖維素的不足和 缺陷，甚至賦予纖維缺陷，甚至賦予纖維 素新的特殊功能素新的特殊功能 。 接枝改性接枝改性 比如含比如含65%65%聚酯和聚酯和35%35%棉線的混紡布，棉線的混紡布， 輻射接枝正羥甲基丙烯酰胺后，可制成輻射接枝正羥甲基丙

15、烯酰胺后，可制成 不起皺和不易沾污的不起皺和不易沾污的優質地毯優質地毯。 棉布接枝丙烯腈后，抗菌和棉布接枝丙烯腈后，抗菌和耐腐爛耐腐爛功功 能大大提高；接枝能大大提高；接枝8%8%丙烯腈的棉布埋在丙烯腈的棉布埋在 土壤里土壤里100100天無變化，而未接枝的棉布天無變化，而未接枝的棉布 15152020天就完全腐爛。纖維素輻射接枝天就完全腐爛。纖維素輻射接枝 苯乙烯，可改善其苯乙烯，可改善其抗滲水性抗滲水性、耐磨性，、耐磨性， 分別用于造紙工業和棉紡織工業。分別用于造紙工業和棉紡織工業。 三、纖維素衍生物輻射交聯三、纖維素衍生物輻射交聯 羧甲基纖維素（羧甲基纖維素（CMC）在固態或稀水溶液）在

16、固態或稀水溶液 狀態下輻射發生降解，在一定濃度的膠凍狀態狀態下輻射發生降解，在一定濃度的膠凍狀態 下輻照時，下輻照時，CMCCMC可交聯形成水凝膠。可交聯形成水凝膠。 輻射交聯輻射交聯CMCCMC水凝膠對環境變化敏感，水凝膠對環境變化敏感，在低在低 劑量下輻照的這些材料具有極佳的溶脹性能，劑量下輻照的這些材料具有極佳的溶脹性能， 又易于降解，是一種非常理想的材料。又易于降解，是一種非常理想的材料。 純純CMCCMC輻射交聯的水凝膠作為輔助治療褥瘡輻射交聯的水凝膠作為輔助治療褥瘡 的水凝膠墊已被商業化，該產品能分散人體壓的水凝膠墊已被商業化，該產品能分散人體壓 力，維持人體溫度達力，維持人體溫度

17、達8h8h以上，從而加速傷口的以上，從而加速傷口的 愈合。愈合。 各類褥瘡墊各類褥瘡墊 羧甲基纖維素（羧甲基纖維素（CMC）輻照效應）輻照效應 規律是：規律是： 圖圖5- -7 CMC的輻射化學效應的輻射化學效應 交聯區 甲殼素（甲殼素（ChitinChitin）又名甲殼質、幾丁質、聚）又名甲殼質、幾丁質、聚 乙酰氨基葡萄糖等，天然來源豐富。乙酰氨基葡萄糖等，天然來源豐富。 第二節第二節 甲殼素及衍生物輻射改性甲殼素及衍生物輻射改性 甲殼素帶有正電荷是自然甲殼素帶有正電荷是自然 界唯一的陽離子膳食纖維，在界唯一的陽離子膳食纖維，在 蟹、蝦等水產品加工后的甲殼蟹、蝦等水產品加工后的甲殼 廢棄物中

18、甲殼素的含量達到廢棄物中甲殼素的含量達到 10%10%30%30%，甲殼素具有改善內，甲殼素具有改善內 分泌代謝功能、調節免疫力、分泌代謝功能、調節免疫力、 活化細胞、增強人體生命活力、活化細胞、增強人體生命活力、 延緩衰老等作用。延緩衰老等作用。 甲殼素經脫乙酰基后的產物稱為甲殼素經脫乙酰基后的產物稱為殼聚糖殼聚糖 （ChitosanChitosan），殼聚糖是帶正電荷的天然高分），殼聚糖是帶正電荷的天然高分 子多糖，在醫藥、食品化工、生物技術、農業、子多糖，在醫藥、食品化工、生物技術、農業、 環保等領域有著廣泛的應用。環保等領域有著廣泛的應用。 可用作殺蟲抑菌劑、醫用纖維薄膜、藥物可用作殺

19、蟲抑菌劑、醫用纖維薄膜、藥物 載體及凝血劑等，殼聚糖在陰道弱酸環境中能載體及凝血劑等，殼聚糖在陰道弱酸環境中能 夠很快溶解，形成極薄覆蓋保護膜，保護陰道夠很快溶解，形成極薄覆蓋保護膜，保護陰道 粘膜和宮頸粘膜不受新的外來病毒微生物的侵粘膜和宮頸粘膜不受新的外來病毒微生物的侵 害。還具有抗菌殺菌功能，最后被人體組織吸害。還具有抗菌殺菌功能，最后被人體組織吸 收或隨著白帶分泌物排出體外，不會殘留體內收或隨著白帶分泌物排出體外，不會殘留體內 造成傷害。造成傷害。 工藝流程為工藝流程為：蝦、蟹殼蝦、蟹殼用稀堿溶液更替浸用稀堿溶液更替浸 泡泡水洗水洗酸浸泡至無氣泡產生酸浸泡至無氣泡產生漂白漂白濃堿濃堿

20、煮沸煮沸3 34h4h干燥干燥成品，該過程為脫蛋白處成品，該過程為脫蛋白處 理。理。 甲殼廢棄物經輻射處理后，不僅可縮短制甲殼廢棄物經輻射處理后，不僅可縮短制 備甲殼素過程中脫蛋白反應時間，提高殼聚糖備甲殼素過程中脫蛋白反應時間，提高殼聚糖 的脫乙酰度，而且放射線還可殺滅致病菌，有的脫乙酰度，而且放射線還可殺滅致病菌，有 利于環保。利于環保。 一、甲殼素和殼聚糖的輻射降解一、甲殼素和殼聚糖的輻射降解 輻照對殼聚糖分子量的影響輻照對殼聚糖分子量的影響 降解產物的應用降解產物的應用 輻射降解的甲殼素輻射降解的甲殼素/殼聚糖能夠誘導不同種類殼聚糖能夠誘導不同種類 的生物活性，促進植物的生長、抑制重金

21、屬對植物的生物活性，促進植物的生長、抑制重金屬對植物 的影響及抗微生物活性等。的影響及抗微生物活性等。 大豆、水稻、小麥、大麥的幼芽培養液中加入大豆、水稻、小麥、大麥的幼芽培養液中加入 輻射降解的殼聚糖可減輕植物幼苗的根系損傷，這輻射降解的殼聚糖可減輕植物幼苗的根系損傷，這 可能與殼聚糖吸附和清除作物生長時有害重金屬元可能與殼聚糖吸附和清除作物生長時有害重金屬元 素有關。素有關。 輻射降解殼聚糖對大腸桿菌（輻射降解殼聚糖對大腸桿菌（E coli）、金黃）、金黃 色葡萄珠菌（色葡萄珠菌（Saureus）、綠膿桿菌（）、綠膿桿菌（Paeruginosa） 等細菌發現固態下輻照的殼聚糖，具有抗大腸桿

22、菌等細菌發現固態下輻照的殼聚糖，具有抗大腸桿菌 的生長能力。的生長能力。 將殼聚糖在固態下輻照將殼聚糖在固態下輻照75 kGy，具有明顯抗真，具有明顯抗真 菌作用，輻照劑量的越大，抗真菌作用越強。菌作用，輻照劑量的越大，抗真菌作用越強。 做水果的保鮮劑膜能夠改變水果組織的微環境，做水果的保鮮劑膜能夠改變水果組織的微環境， 輻照的殼聚糖用于水果的保鮮可延長水果的貨架壽輻照的殼聚糖用于水果的保鮮可延長水果的貨架壽 命。命。 抗微生物的機理抗微生物的機理 ： （1 1）所帶正電荷與微生物細胞膜負電荷之間發生作）所帶正電荷與微生物細胞膜負電荷之間發生作 用，引發微生物細胞膜蛋白質成分的流失。用，引發微

23、生物細胞膜蛋白質成分的流失。 （2）作為微量金屬的螫合劑阻止毒素的產生和微生作為微量金屬的螫合劑阻止毒素的產生和微生 物的生長、激活宿主的防御功能、抑制物的生長、激活宿主的防御功能、抑制mRNA、酶、酶 和蛋白質合成。和蛋白質合成。 將苯乙烯接枝到甲殼素或殼聚糖上得到了將苯乙烯接枝到甲殼素或殼聚糖上得到了 剛性接枝共聚物，這種材料可用做分離柱填料。剛性接枝共聚物，這種材料可用做分離柱填料。 在甲殼素上輻射接枝親水性單體，改變甲在甲殼素上輻射接枝親水性單體，改變甲 殼素的親水性質后再用作酶等生物活性物質固殼素的親水性質后再用作酶等生物活性物質固 定化的載體。定化的載體。 二、甲殼素和殼聚糖的輻射

24、接枝二、甲殼素和殼聚糖的輻射接枝 羧甲基殼聚糖（羧甲基殼聚糖（CM-chitosan） ，CM- chitosan的輻射效應與的輻射效應與CMC相同，它們在固相同，它們在固 態和稀水溶液狀態下為輻射降解反應，而在態和稀水溶液狀態下為輻射降解反應，而在 膠凍狀態下以交聯反應形成水凝膠。膠凍狀態下以交聯反應形成水凝膠。 三、殼聚糖水凝膠的輻射制備三、殼聚糖水凝膠的輻射制備 O HH O H H （NH2） NHCOCH3 H CH2OCH2COONa O H H OH H H NHCOCH3 （NH2） CH2OCH2COONa OH H CM-chitin和CM-chitosan結構圖結構圖 C

25、M-chitinCM-chitin和和CM-chitosanCM-chitosan均含有氨基和羧基，均含有氨基和羧基， 為兩性聚電解質，輻射交聯的為兩性聚電解質，輻射交聯的CM-chitinCM-chitin或或CM-CM- chitosanchitosan水凝膠具有明顯水凝膠具有明顯pHpH敏感性，當敏感性，當pHpH3.53.5 時，時，CM-chitinCM-chitin分子鏈上的氨基被質子化，產生分子鏈上的氨基被質子化，產生 的可溶性多糖帶有正電荷（的可溶性多糖帶有正電荷（- -NH3NH3+ +）。）。 質子化質子化指指CM-chitinCM-chitin獲得一個氫離子呈現帶獲得一個

26、氫離子呈現帶 正電性的過程，使產物具有更強的親電性，例如：正電性的過程，使產物具有更強的親電性，例如： H H2 2O O變成變成H H3 3O O+ +就是一個質子化的過程；就是一個質子化的過程；CM-chitinCM-chitin 被質子化后，分子鏈就處于舒展狀態，被質子化后，分子鏈就處于舒展狀態，有較好的有較好的 溶脹性能。溶脹性能。 當當pH值在值在3.66之間時，之間時，CM-chitin分子分子 鏈程收縮狀態，導致鏈程收縮狀態，導致CM-chitin水凝膠收縮。水凝膠收縮。 采用電離輻射技術制備的上述凝膠敷膜，采用電離輻射技術制備的上述凝膠敷膜， 用于人體燒傷及縫合線傷口，可以方便

27、地敷在用于人體燒傷及縫合線傷口，可以方便地敷在 傷口部位，具有減少傷口水份的丟失，減輕病傷口部位，具有減少傷口水份的丟失，減輕病 人傷痛，防止致病菌的感染，刺激正常的成纖人傷痛，防止致病菌的感染，刺激正常的成纖 維細胞及毛細血管的生長的功能。維細胞及毛細血管的生長的功能。 由于由于CM-chitin和和CM-chitosan水凝膠含有水凝膠含有 氨基、羧基官能團，它們可濃集重金屬離子。氨基、羧基官能團，它們可濃集重金屬離子。 淀粉（淀粉（Starch）是由葡萄糖為單元聚 合而成的天然多糖，它的分子式為： （C6H12O5）x x為聚合度，通常的淀粉 含有30%的直鏈淀粉 （Amylose）和7

28、0%的支鏈 （Amylopectin)。 第三節第三節 淀粉及其衍生物輻射改性淀粉及其衍生物輻射改性 被分解過程如下被分解過程如下： 淀粉淀粉 紅糊精 無色糊精 麥芽糖 葡萄糖葡萄糖 淀粉受熱、酸或淀粉酶作用發生分解 和水解時，將大分子淀粉轉化成小分子中 間物質，稱做糊精。 干糊精是一種黃白色的粉末，它不溶 于酒精，而易溶于水，溶解在水中具有很 強的粘性。 一、輻射接枝吸水性淀粉共聚物一、輻射接枝吸水性淀粉共聚物 吸水、儲水、保水的特種農用高吸水 材料已成為農業研究的新方向 ，用60Co 射 線作為輻射源，高嶺石作引發劑，將丙烯 酰胺和丙稀酸輻射接枝共聚到淀粉上，可 合成新型納米超級吸水聚合體

29、（NASP）。 產物產物 見見 P91 表表5-5 用淀粉與乙烯基單體在化學引發劑或用淀粉與乙烯基單體在化學引發劑或 電離輻射作用下制得吸水性淀粉接枝共聚電離輻射作用下制得吸水性淀粉接枝共聚 樹脂。樹脂。 這些高分子材料廣泛地應用于尿不濕、這些高分子材料廣泛地應用于尿不濕、 衛生巾、藥物輸送系統、農業等領域。衛生巾、藥物輸送系統、農業等領域。 以降解淀粉為基材，加入交聯劑聚乙以降解淀粉為基材，加入交聯劑聚乙 二醇，采用共輻射接枝共聚合的方法，在二醇，采用共輻射接枝共聚合的方法，在 -射線輻射下表面接枝丙烯酸（射線輻射下表面接枝丙烯酸（AAAA）和丙）和丙 烯酰胺（烯酰胺（AMAM），制備出吸水

30、率達到（），制備出吸水率達到（2400 2400 g/gg/g）的超吸水性生物醫用材料。）的超吸水性生物醫用材料。 淀粉型吸水材料淀粉型吸水材料 具有快速吸水和儲水具有快速吸水和儲水 的能力，有利于缺水的能力，有利于缺水 地區農作物抗旱的需地區農作物抗旱的需 要，當降雨或澆水要，當降雨或澆水 時，施用了吸水樹脂的農田里就可以時，施用了吸水樹脂的農田里就可以 將水迅速收集、儲存起來，減少水的將水迅速收集、儲存起來，減少水的 流失，室溫開放條件下自然晾干流失，室溫開放條件下自然晾干24天，天， 還能保持月還能保持月20倍的水量。倍的水量。 二、淀粉塑料的輻射制備二、淀粉塑料的輻射制備 難降解塑料難

31、降解塑料 “白色污染白色污染”日趨嚴重，輻射日趨嚴重，輻射 制備全淀粉可降解塑料有望改變現狀。制備全淀粉可降解塑料有望改變現狀。 步驟：將淀粉及增塑劑共混糊化壓模成型，步驟：將淀粉及增塑劑共混糊化壓模成型， 然后輻照誘導淀粉分子間的交聯反應，可制備然后輻照誘導淀粉分子間的交聯反應，可制備 具有一定強度、透明及韌性的塑料膜，輻照后具有一定強度、透明及韌性的塑料膜，輻照后 由于淀粉分子間交聯化學鍵的形成，淀粉塑料由于淀粉分子間交聯化學鍵的形成，淀粉塑料 膜的強度增加。膜的強度增加。 圖5-13劑量和增塑劑對淀粉性 能的影響影響 15%增塑 劑 30%增 塑劑 無增塑劑 0 20 40 60 80

32、100 120 （ （kGy） 伸 拉 強 度 （ MP a） 60 40 20 00.51 1000（Gy/h） 圖5-14劑量率與樹脂吸水 率的關系 200 400 600 800 樹 脂 吸 水 率 （ %） 荷蘭用小麥、玉米、馬鈴薯淀粉，摻荷蘭用小麥、玉米、馬鈴薯淀粉，摻 入大麻纖維提高強度，經輻照研制的可生入大麻纖維提高強度，經輻照研制的可生 物降解塑料能完全溶于水，并分解為物降解塑料能完全溶于水，并分解為CO2 和和H2O ，已用作包裝、涂層、垃圾袋、購，已用作包裝、涂層、垃圾袋、購 物袋和農用地膜等。物袋和農用地膜等。 三、輻射制備淀粉基水凝膠三、輻射制備淀粉基水凝膠 馬來西亞等

33、一些國家用輻射制備的淀 粉基水凝膠（交聯反應形成水凝膠）已被 開發成水凝膠被覆膜及面膜應用于市場。 凝 膠 壓 縮 強 度 （N） 50 25 0 5%支鏈淀粉 5%直鏈淀粉 5%淀粉 0 2 4 6 8 10（PVA%） 20 kGy照射淀粉照射淀粉/PVA水凝膠的強度水凝膠的強度 PVA為聚乙稀醇 照射50kGy 0 20 40 60 80 100（濃度%） 凝 膠 分 數 （ %） 80 40 輻照交聯凝膠含量與輻照樣品濃度關系輻照交聯凝膠含量與輻照樣品濃度關系 卡拉膠（卡拉膠（Carrageenan）是一種從海洋植物）是一種從海洋植物 中提取的多糖親水膠，主要存在于紅藻綱中的中提取的多

34、糖親水膠，主要存在于紅藻綱中的 麒麟菜屬、角叉菜屬、杉藻屬和沙菜屬等海洋麒麟菜屬、角叉菜屬、杉藻屬和沙菜屬等海洋 植物的細胞壁中。植物的細胞壁中。 卡拉膠由卡拉膠由1，3-D-吡喃半乳糖和吡喃半乳糖和1，4-D- 吡喃半乳糖作為基本骨架，交替連接而成聚合吡喃半乳糖作為基本骨架，交替連接而成聚合 物，它可以分為多種類型物，它可以分為多種類型： 1，KappaKappa 卡拉膠卡拉膠 2 2，Lola卡拉膠卡拉膠 3，Lambda卡拉膠卡拉膠 凝膠制備方法的不同分為化學凝膠和凝膠制備方法的不同分為化學凝膠和 物理凝膠。物理凝膠。 指通過共價鍵連接形成的三維指通過共價鍵連接形成的三維 網絡結構，網絡

35、結構， 凝膠穩定難熔融和化學溶解，凝膠穩定難熔融和化學溶解， 生物相容和生物降解都較差。生物相容和生物降解都較差。 指通過物理作用如靜電、氫鍵、指通過物理作用如靜電、氫鍵、 鏈段之間的纏繞等形成的非共價鍵網絡結鏈段之間的纏繞等形成的非共價鍵網絡結 構，具有可逆性，當外界溫度等條件改變構，具有可逆性，當外界溫度等條件改變 時凝膠可重新形成鏈狀分子。時凝膠可重新形成鏈狀分子。 化學凝膠與物理凝膠概念化學凝膠與物理凝膠概念 性質與應用性質與應用 卡拉膠無毒性，具有凝固性、溶解性、卡拉膠無毒性，具有凝固性、溶解性、 穩定性、黏性和反應性等特點，在食品、醫穩定性、黏性和反應性等特點，在食品、醫 藥等行業

36、用作凝固劑、增稠劑、乳化劑、懸藥等行業用作凝固劑、增稠劑、乳化劑、懸 浮劑、黏合劑、成型劑和穩定劑等，應用極浮劑、黏合劑、成型劑和穩定劑等，應用極 為廣泛。為廣泛。 卡拉膠的輻射改性卡拉膠的輻射改性 （鏈發生斷裂） ，但 可以通過加入或改變引發劑、螯合劑、鏈轉移劑等來 控制聚合動力學，以獲得所需水凝膠材料的性質。 劑量率2 kGy/h 0 15 30（kGy） 凝 膠 壓 縮 強 度 （N） 30 15 KC水凝膠輻照后強度隨劑量的變化 KC 指K型卡拉膠卡拉膠 采用電離輻射技術制備合成高分子水 凝膠，比如聚N-乙烯在吡咯烷酮（PVP） 水凝膠的過程中如果加入K型卡拉膠，可 顯著地提高水凝膠的

37、強度及溶脹行為。 K型卡拉膠與PVP共混后，低劑量下 可獲得物理交聯和化學交聯的PVP互穿網 絡（IPN）凝膠，提高凝膠分子材料強度 和吸水性能，在工農業及醫用材料等方面 有廣泛應用。 亞洲盛產亞洲盛產K型卡拉膠，菲律賓用型卡拉膠，菲律賓用 輻射制備輻射制備K型卡拉膠水凝膠被覆膜，型卡拉膠水凝膠被覆膜， 該膜能減少傷口水的損失，減輕傷該膜能減少傷口水的損失，減輕傷 痛，防致病菌感染，促進傷口的愈痛，防致病菌感染，促進傷口的愈 合的功效。合的功效。 印度用輻射制備印度用輻射制備K型卡拉膠型卡拉膠 /PVA水凝膠被覆膜已經商業化，與水凝膠被覆膜已經商業化，與 瓊脂水凝膠比較，瓊脂水凝膠比較，K型卡

38、拉膠型卡拉膠/PVA 水凝膠被覆膜強度更高，無需添加水凝膠被覆膜強度更高，無需添加 PEG也具有很好的保水性能。也具有很好的保水性能。 輻射降解的卡拉膠對植物生長也有一定輻射降解的卡拉膠對植物生長也有一定 的促進作用，它與輻射降解的殼聚糖相似，的促進作用，它與輻射降解的殼聚糖相似， 具有生物活性，對植物生長具有促進作用。具有生物活性，對植物生長具有促進作用。 0 200 400 600 800 1000(kGy) 增 重 （ %） k-型 I-型 100 50 輻照降解的卡拉膠對水稻生長的影響 海藻是生長在海生中一大類隱花植物，它們沒有根、莖海藻是生長在海生中一大類隱花植物，它們沒有根、莖 葉

39、等部分的區別，但有葉綠素可以自己制造養料。葉等部分的區別，但有葉綠素可以自己制造養料。 它的種類很多：有紅藻、綠藻、褐藻類海藻（海帶、馬它的種類很多：有紅藻、綠藻、褐藻類海藻（海帶、馬 尾藻）等，海藻酸（尾藻）等，海藻酸（Sodium alginateSodium alginate）以鈉鹽的形式存在）以鈉鹽的形式存在 于海藻和細菌類物質中。于海藻和細菌類物質中。 。 溶液輻照比固態更易降解溶液輻照比固態更易降解 固態 0 100 200 300 400 500(kGy) 相 對 分 子 質 量 （ 對 數） 106 105 104 103 4%溶液 海藻酸鈉海藻酸鈉(sodiumalginat

40、e ，NaAlg)是是-L- 古羅糖醛酸與古羅糖醛酸與-D-甘露糖醛酸組成的高分子甘露糖醛酸組成的高分子 聚合物，其水溶液是一種電荷密度很高的聚聚合物，其水溶液是一種電荷密度很高的聚 電解質。電解質。 將水稻培養在將水稻培養在20（g/g）輻射降解的海）輻射降解的海 藻酸鈉溶液中，發現輻照降解的海藻酸鈉溶藻酸鈉溶液中，發現輻照降解的海藻酸鈉溶 液對水稻的生長有明顯的促進作用液對水稻的生長有明顯的促進作用 。 西紅柿、茶葉、胡蘿卜、卷心菜、葡萄西紅柿、茶葉、胡蘿卜、卷心菜、葡萄 等等使用輻射降解的海藻酸鈉可獲得使用輻射降解的海藻酸鈉可獲得20% 40%的增產。的增產。 利用海藻酸鈉水合性在利用海

41、藻酸鈉水合性在 制作中添加海藻酸鈉可改善制品組織的粘結性，制作中添加海藻酸鈉可改善制品組織的粘結性， 使其拉力強、彎曲度大、減少斷頭率。在使其拉力強、彎曲度大、減少斷頭率。在 等制品中添加海藻酸鈉，可改善制品內部等制品中添加海藻酸鈉，可改善制品內部 組織的均一性和持水作用，延長貯藏時間。在組織的均一性和持水作用，延長貯藏時間。在 制品中添加可提供熱聚變保護層，改制品中添加可提供熱聚變保護層，改 進香味逸散，提高熔點的性能。進香味逸散，提高熔點的性能。 我國制備的海藻酸鈉微囊，具有良好通透我國制備的海藻酸鈉微囊，具有良好通透 性、生物相容性，微囊性、生物相容性，微囊 “裝載裝載” 可分泌特殊物可

42、分泌特殊物 質的細胞，如分泌人內皮抑素基因的細胞，使質的細胞，如分泌人內皮抑素基因的細胞，使 供給癌細胞營養的血管不能生長或萎縮，最終供給癌細胞營養的血管不能生長或萎縮，最終 使癌細胞使癌細胞“餓死餓死”。 大多數聚多糖及其衍生物具有相似的輻大多數聚多糖及其衍生物具有相似的輻 射效應，即在固態或稀水溶液狀態下發生射效應，即在固態或稀水溶液狀態下發生 輻射降解，在粘稠的糊狀或膠凍狀態下發輻射降解，在粘稠的糊狀或膠凍狀態下發 生輻射交聯反應，一些水溶性的聚多糖可生輻射交聯反應，一些水溶性的聚多糖可 以與化學合成的高分子物共混，從而獲得以與化學合成的高分子物共混，從而獲得 兼具兩種高分子性能的復合高

43、分子材料和兼具兩種高分子性能的復合高分子材料和 特殊的性能。特殊的性能。 二羥基丙酮二羥基丙酮(1,3-Dihydroxyacetone)或或1,3-二二 羥基丙酮羥基丙酮(Dihydroxyacetone),簡稱簡稱DHA，是，是 多羥基酮糖，是最簡單的酮糖。多羥基酮糖，是最簡單的酮糖。 單糖單糖可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。 葡萄糖為己醛糖，果糖為己酮糖。葡萄糖為己醛糖，果糖為己酮糖。 單糖單糖中中最重要最重要的與人們關系最密切的與人們關系最密切的是葡萄的是葡萄 糖糖等。等。 輻輻 照照 多糖類多糖類 高分子材高分子材 料料 輻射交聯輻射交聯 固態 液態 輻射降解輻射降解 多糖電離輻照變化多糖電離輻照變化 電離輻射技術（電離輻射技術（射線及電子束）對天射線及電子束）對天 然聚多糖高分子材料的輻射加工，如纖維然聚多糖高分子材料的輻射加工，如纖維 素、淀粉、甲殼素、海藻酸鈉等天然高分素、淀粉、甲殼素、海藻酸鈉等天然高分 子聚多糖的改性研究是子聚多糖