对于猴头菇（Hericium erinaceus）经多糖提取后产生的大量余渣,目前还没有其高值化利用的相关报道。猴头菇加工余渣中除了含有少量蛋白质、脂肪和矿物质以外,最主要的成分是一种不可溶于水的特殊多糖—几丁质。几丁质作为自然界中仅次于纤维素的第二大类生物聚合物,具有可再生、可降解和安全无毒等特性,在食品、材料、环保、能源和生物医药等领域具有良好的应用价值。因此,有必要对猴头菇加工余渣中的几丁质进行高值化利用。本文从猴头菇加工余渣中几丁质的提取和其基本结构的表征作为起点,随后深入对提纯后的猴头菇几丁质进行改性,揭示其多尺度结构变化对凝胶性能的影响机制。最后,构建猴头菇几丁质智能响应水凝胶并应用于药物缓释。主要研究结果如下:使用多步逐级提取法提取猴头菇加工余渣中的几丁质。结果发现,NaOH浓度、反应温度和反应时间对几丁质得率、纯度、分子量和乙酰度均具有影响。当NaOH浓度为2%、反应温度为85℃和反应时间为3 h时,提取出的几丁质显示出了最为理想的性能参数（得率16.30%,纯度97.88%,分子量2.01×10~5 g/mol,乙酰度77.67%）。另外,结果还发现猴头菇几丁质属于β-几丁质且不含葡聚糖成分。使用TEMPO氧化法对猴头菇几丁质进行纳米化,使其能够在非均相体系下稳定分散。本次实验制备出的纳米几丁质平均长宽分别为336.6 nm和6.4 nm,在中性条件下的Zeta-电位为-27.8 m V,纳米化前后的基本结构没有发生明显变化,其分散性受p H和离子强度的影响。另一方面,利用酸诱导的气相凝固法成功地将纳米几丁质分散液转化为凝胶,此过程在不经过相转变的情况下实现了几丁质非均相体系的凝胶化。使用NaOH/Urea（11%/4%）溶剂体系对猴头菇几丁质进行溶解,使其能够在均相体系下稳定存在。在浓度高于0.1 mg/m L时,几丁质分子主要以聚集体的形式存在,而浓度低于0.1 mg/m L时,几丁质分子则开始出现单分子的形式。溶解后的几丁质溶液具有一定的稳定性,但加热或减少体系中OH-离子的浓度会使几丁质分子发生相转变,重新以悬浮颗粒的形式析出。在碱性条件下通过交联反应使该几丁质溶液转化为水凝胶,此过程在经过相转变的情况下实现了几丁质在均相体系中的凝胶化。值得注意的是,猴头菇几丁质能够形成凝胶的最低溶液浓度需达到5%,形成的水凝胶质地柔软且具有浓度依赖性,浓度越高的几丁质溶液能够形成可塑性更佳的水凝胶。使用高场强超声处理对猴头菇几丁质分子进行物理降解,通过改变超声时间制备出不同分子质量的几丁质分子。考察几丁质分子量对凝胶性能的影响,从分子尺度的变化揭示其对几丁质凝胶性能的作用机制。随着超声处理时间从0 min增加至15 min,几丁质分子量从2.01×10~5 g/mol降低至7.65×10~4 g/mol,对应形成的几丁质水凝胶的凝胶性能也产生了明显差异。超声处理时间越长,几丁质水凝胶的可塑性和凝胶强度越弱,溶胀度越大。小角X-射线散射表明,几丁质水凝胶的形成本质主要是由其最小的类固相结构域作为基本结构单元交联而成,其基本结构单元的大小并没有受到超声处理的影响。而凝胶得率测定结果却表明,几丁质水凝胶的凝胶得率会随着超声时间的增加而逐渐降低。因此,几丁质分子尺度对其凝胶形成的作用机制可概括为:几丁质分子尺度降低使能参与交联反应的有效几丁质数量降低,从而降低了几丁质水凝胶的凝胶得率,对应所形成的几丁质水凝胶网络结构的交联密度也相应降低,直接导致几丁质水凝胶的凝胶强度变弱,溶胀度增大。使用均相羧甲基化改性对猴头菇几丁质分子侧链基团进行取代,通过改变氯乙酸钠使用量制备出不同取代程度的羧甲基几丁质。考察羧甲基几丁质取代度对凝胶性能的影响,从官能团尺度的变化揭示其对几丁质凝胶性能的作用机制。随着羧甲基几丁质的取代度从0增加至0.038,对应形成的水凝胶的平衡溶胀度也从29.8 g/g增加至40.2 g/g。此外,羧甲基官能团的引入还赋予了几丁质水凝胶出色的p H溶胀响应特性,水凝胶在低p H环境下表现出极低的溶胀度,外部环境p H逐步提高时,水凝胶的溶胀度逐渐增大。最后,Zeta-电位、低场核磁共振、接触角和分子动力学模拟结果表明,羧甲基官能团的引入主要是通过增强水凝胶表面的负电荷、水分可移动性、表面亲水性以及与水形成氢键等相关机制实现了几丁质水凝胶溶胀性能的增强。利用原位共沉淀技术在猴头菇羧甲基几丁质水凝胶内部原位合成Fe3O4纳米颗粒,通过改变先驱Fe2+/Fe3+浓度,制备出了一系列兼具p H/磁场双重响应能力的智能水凝胶,考察Fe3O4纳米颗粒对羧甲基几丁质水凝胶性能的影响。结果表明Fe3O4纳米颗粒与羧甲基几丁质水凝胶网络结构具有出色的相容性,能够均匀地分布在水凝胶三维网络结构中。先驱Fe2+/Fe3+浓度越高,复合水凝胶中的Fe3O4纳米颗粒含量也越高,对应形成的水凝胶具有更强的磁响应特性,但p H响应特性和平衡溶胀度降低,这种Fe3O4含量依赖性行为表明水凝胶性能具备可调性。进一步将水凝胶应用于5-Fu的缓释,发现水凝胶在模拟胃液和肠液中对5-Fu的缓释遵循Fick扩散机制,并且显示出了不同的释放速率,展现出明显的p H控制药物释放行为。另外,细胞毒性实验表明本次实验制备的复合水凝胶没有明显的细胞毒性,对于药物缓释等领域的应用具有较好的意义。