甲壳素(经脱乙酰化后称为)壳聚糖

 时间:2018-10-07  贡献者:聚考拉

导读:国民康健壳聚糖 脱乙酰度 几丁聚糖几丁质甲壳素,甲壳素——(经脱乙酰化后称为)壳聚糖中文名称: 甲壳质 英文名称: chitin 其他名称: 壳多糖,几丁质;几丁质、甲壳素 定义 1: 由 N-乙酰基-D-吡喃葡糖胺聚合而成的直链多糖,是

国民康健壳聚糖 脱乙酰度 几丁聚糖几丁质甲壳素
国民康健壳聚糖 脱乙酰度 几丁聚糖几丁质甲壳素

甲壳素——(经脱乙酰化后称为)壳聚糖中文名称: 甲壳质 英文名称: chitin 其他名称: 壳多糖,几丁质;几丁质、甲壳素 定义 1: 由 N-乙酰基-D-吡喃葡糖胺聚合而成的直链多糖,是虾、蟹 外壳的主要有机成分。

应用学科: 海洋科技(一级学科) ;海洋技术(二级学科) ;海洋生物技 术(三级学科) 定义 2: 由虾、蟹甲壳提取的含有氨基的多糖类物质。

Chitin.甲壳质是 1811 年由法国学者布拉克诺(Braconno)发 现,1823 年由欧吉尔(()dier)从甲壳动物外壳中提取,并命 名为 CHITIN,译名为几丁质。

外观及性质:淡米黄色至白

色,溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂, 也不溶于水。

甲壳质的脱乙酰基衍生物(Chitosan derivatives) 可溶于水。

甲壳素具有抗癌抑制癌、瘤细胞转移,提高人体 免疫力及护肝解毒作用。

尤其适用于糖尿病、肝肾病、高血 压、肥胖等症,有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿 瘤疾病。

甲壳质(Chitin)的概念 甲壳质存在于自然界中的低等植物菌类、藻类的细胞, 甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳,高等植物的细胞壁等,是从 蟹、虾壳中应用遗传基因工程提取的动物性高分子纤维素, 被科学界誉之为"第六生命要素"!因此被欧美中日政府认定 为机能性免疫物质。

在灵芝、冬虫夏草等植物中也含有微量 "几丁聚糖",但含量只在 2%-7%之间。

甲壳素是宇宙中唯 一带正电的阳性食物纤维,地球上存在的天然有机化合物中, 数量最大的是纤维素,其次是甲壳素,估计自然界每年生物 合成的甲壳素将近 100 亿吨。

甲壳素是地球上数量最大的含 氮有机化合物,其次才是蛋白质仅此两点,就足以说明甲壳 素的重要性。

蟹壳中含有 40%的蛋白质、30%的钙、30%的 几丁质。

提取甲壳质(几丁质)的工艺是:首先用稀的氢氧 化钠液除去蛋白质,然后,用盐酸除去钙盐,剩下的就是几 丁质。

为了从这些几丁质中除去乙酰基,用长时间的高温,

使之在浓的氢氧化钠中发生反应,就可制成含有氨基的甲壳 质。

因为几丁质不溶于酸碱, 也不溶于水, 很难被人体利用。

经脱乙酰基成几丁聚糖后它能溶于稀酸和体液中,可被人体 所利用。

甲壳质名称概括 一般通称:甲壳质,甲壳素, (经脱乙酰化后称为)壳 聚糖. 英文名称:Chitin.中文学名:几丁质,甲壳素 化学名 称:β-(1→4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖别名:壳多糖、几丁质、甲壳质、明角质、聚乙酰氨基 葡糖分子式及分子量: (C8H13NO5)n (203.19)n性状:外观为类白色无定形物质,无臭、无味。

能溶于含 8%氯化锂的二甲基乙酰胺或浓酸; 不溶于水、 稀酸、碱、乙醇或其它有机溶剂。

自然界中,甲壳质广泛在于低等植物菌类、虾、蟹、昆 虫等甲壳动物的外壳、高等动物的细胞壁等。

它是一种线型的高分子多糖,即天然的中性粘多糖,若 经浓碱处理去掉乙酰基即得脱乙酰壳多糖。

甲壳质化学上不 活泼,不与体液发生变化,对组织不起异物反应,无毒,具 有抗血栓、耐高温消毒等特点。

脱乙酰壳多糖是碱性多糖, 有止酸、消炎作用,可降低胆固醇、血脂。

化学结构 纯甲壳素是一种无毒无味的白色或灰白色半透明的固 体,在水、稀酸、稀碱以及一般的有机溶剂中难以溶解,因 而限制了它的应用和发展。

后来人们在研究探索中发现,甲 壳素经浓碱处理脱去其中的乙酰基就变成可溶性甲壳素,又 称甲壳胺或壳聚糖,它的化学名称为(1→4)-2-氨基-2-脱氧 -β-D-葡萄糖,或简称聚胺基葡萄糖。

这种壳聚糖由于它的大 分子结构中存在大量氨基,从而大大改善了甲壳素的溶解性 和化学活性,因此使它在医疗、营养和保健等方面具有广泛 的应用价值。

甲壳素是地球上存量极为丰富的一种自然资源, 也是自然界中迄今为止被发现的唯一带正电荷的动物纤维 素。

由于它的分子结构中带有不饱和的阳离子基团,因而 对带负电荷的各类有害物质具有强大的吸附作用。

同样它也 能清除人体内的“垃圾”,达到预防疾病、延年益寿的目的。

由于甲壳素具有这种独特功能,它被欧美科学家誉为和蛋白 质、脂肪、糖类、维生素、矿物质同等重要的人体第六生命 要素。

甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似。

都是六碳糖 的多聚体,分子量都在 100 万以上。

纤维素的基本单位是葡 萄糖,它是由 300~2500 个葡萄糖残基通过 β1,4 糖甙链 连接而成的聚合物。

几丁质的基本单位是乙酰葡萄糖胺,它 是由 1000~3000 个乙酰葡萄糖胺残基通过 p1,4 糖甙链相 互连接而成聚合物。

而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。

1.分子量 甲壳质是高分子量物质,其分子量可达 100 万以上。

分子量越高吸附能力越强,适合工业、环保领域应 用。

低分子量容易被人体吸收。

分子量为 7000 左右的几丁 聚糖,大约含 30 个左右的葡萄糖胺残基。

2.脱乙酰基纯 度 几丁质经过脱乙酰基成为几丁聚糖。

几丁质因为不溶于 酸碱也不溶于水而不能被身体利用。

脱乙酰基后可增加其溶 解性因此可被身体吸收。

N-乙酰基脱去 55%以上的则称为壳 聚糖。

原料分布 (1)节肢动物主要是甲壳纲,如虾、蟹等,含甲壳素 高达 58%~85%;其次是昆虫纲(如蝗、蝶、蚊、蝇、蚕等 蛹壳等含甲壳素 20%~60%) 、多足纲(如马陆、蜈蚣等) 、 蛛形纲 (如蜘蛛、 蝎、 蜱、 螨等, 甲壳素含量达 4%~22%);(2)

软体动物 主要包括双神经纲(如石鳖) 、腹足纲(如鲍、蜗 牛) 、掘足纲(如角贝) 、瓣鳃纲(如牡砺) 、头足纲(如乌 贼、鹦鹉)等,甲壳素含量达 3%~26%; (3)环节动物 包 括原环虫纲(如角窝虫) 、毛足纲(如沙蚕、蚯蚓)和蛭纲 (如蚂蝗)三纲,有的含甲壳素极少,而有的则高达 20%~38%; (4)原生动物 简称原虫,是单细胞动物,包括 鞭毛虫纲 (如锥体虫) 、 肉足虫纲 (如变形虫) 、 孢子虫纲 (如 疟原虫) 、纤毛虫纲(如草履虫)等,含甲壳素较少; (5) 腔肠动物包括水螅虫纲(中水螅、简螅等) 、钵水母纲(如 海月水母、海蛰、霞水母等)和珊瑚虫纲等,一般含甲壳素 很少,但有的也能达 3%~30% ; (6)海藻 主要是绿藻,含 少量甲壳素; (7)真菌 包括子囊菌、担子菌、藻菌等, 含甲壳素从微量到 45%不等,只有少数真菌如 Olm ycetes 和 Triohamycetes 不含甲壳素;(8) 其他动物的关节、 蹄、 足的坚硬部分,以及动物肌肉与骨接合处均有甲壳素存在。

除此之外,在植物中也发现低聚的甲壳素或壳聚糖,一种情 况是植物细胞壁受到病原体侵袭时,一些细胞壁中的多糖降 解为有生物活性的寡糖,其中就有甲壳六糖,典型的例子是 树干受伤后,在其伤口愈合处发现了甲壳六糖;另一种情况 是根瘤菌产生的脂寡糖,也是甲壳四糖、甲壳五糖和甲壳六 糖。

医学性质 医学名为:几丁聚糖(聚葡萄糖胺/壳聚糖)(一)可被酶分解而吸收 甲壳质是食物纤维素不易被 消化吸收。

若甲壳质和蔬菜、植物性食品、牛奶和鸡蛋一起 食用可以被吸收。

在植物和肠内细菌中含有壳糖胺酶、去乙 酰酶、体内存在的溶菌酶以及牛奶、鸡蛋中含有卵磷脂等共 同作用下可将甲壳质分解成低分子量的寡聚糖而被吸收。

当 分解到六分子葡萄糖胺时其生理活性最强。

吸收部位主要在 大肠。

(二)溶于酸性溶液形成带正电的阳离子基团 甲壳质 分子中含有氨基(一 NH2。

) ,具有碱性,在胃酸的反应下可 生成铵盐,可使肠内 PH 值移向碱性侧,改善酸性体质。

反 应中生成带正电荷的阳离子基团,这是自然界中唯一存在的 带正电荷可食性食物纤维。

(三)对人体细胞有很强的亲和性 进入人体内甲壳质 被分解成基本单位时就是人体内的成分,壳糖胺的基本单位 是葡萄糖胺,葡萄糖胺是人体内存在的;而甲壳质的基本单 位是乙酰葡萄糖胺,它是体内透明质酸的基本组成单位。

此, 甲壳质对人体细胞有良好的亲和性, 不会产生排斥反应。

(四)溶解后的几丁聚糖呈凝胶状态,具有较强的吸附 能力。

因甲壳质分子中含有羟基、氨基等极性基团,吸湿性 很强,可用做化妆品保湿剂。

(五)甲壳质是天然纤维素(动物性食物纤维) ,没有 毒性和副作用, 其安全性和砂糖近似。

(砂糖致死量为 18g/kg, 而甲壳质为 16g/kg) 。

(六)可螯合重金属离子,作为体内 重金属离子的排泄剂。

独特功效 应用范围 在工业上可做纺织品防霉杀菌除臭剂,可以通过后处理 附着于纺织品纤维上,是纺织品提高附加价值的方法之一, 用于制造内衣裤,袜子,家用特殊功能纺织品.医用手术衣/ 布,伤口敷料,烧伤创面敷料或深加工为人造皮肤用于大面 积烧伤的治疗. 由于壳聚糖是阳离子型天然聚合物,有良好 的扼制微生物/细菌/霉菌的作用,可以应用于食品保鲜,食 品内包装, 无毒无污染.将壳聚糖制成溶液喷涂于经清洗或剥 除外皮的水果上,壳聚糖干后形成的薄膜无色无味通气,食 用时不必清除薄膜. 也可应用于染料、纸张和水处理等。

在 农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。

渔业上做养鱼饲料。

妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。

医疗用品上可做隐形眼 镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等。

特殊生物功能 1、降血脂作用 血脂是指血液中脂类的含量。

广义的脂类指中性脂肪(甘油和甘油三酯)和类脂质(胆固醇、胆 固醇酯和磷脂) 。

“甲壳质”可通过几个途径产生驱脂作用。

1)“甲壳质”阻碍脂类的消化吸收:进入肠腔的脂类因难 溶于水无法吸收,需经过胆汁酸的乳化作用,将脂肪变成很 小的油滴,以此来扩大与胰脂酶的接触面积利于脂肪的消化。

肝脏生成的胆汁酸(带负电荷)经胆道排入肠腔非常容易与 聚集它周围的甲壳质(带正电荷)结合,形成屏障而妨碍吸 收,同时由消化道排出体外。

大量的胆汁酸被消耗,从而阻 碍脂类的吸收,实现降低血脂。

2)“甲壳质”有利于胆固醇转化:人体内的胆固醇主要来 自食物摄入和自身合成。

当人们一提到胆固醇往往会谈虎色 变,认为胆固醇是造成心脑血管动脉硬化疾病的元凶,因而 把胆固醇看成是对人体有害的物质。

但是,任何事物都有 其相对性,实际上胆固醇也是我们身体不可缺少的物质。

是构成脑、神经、性激素、细胞膜等的重要物质,而脂肪消 化吸收时不可缺少的胆汁酸, 也是胆固醇转化而来的。

因此, 胆固醇的值应保持在一个正常的范围之内。

少了影响胆汁酸 转化引起消化不良;一旦过剩,就会聚集在血管壁上,使血 液循环恶化,引发动脉硬化等疾病。

低密度脂蛋白为胆固醇的主要携带者,胆固醇于肝脏转 化为胆汁酸,储存于胆囊内,排入十二指肠将参与脂类的消 化吸收过程,其后,95%的胆固醇被肠壁吸收入血重新回到 肝脏,即所谓的胆汁酸的肝肠循环。

小肠内的胆汁酸与甲壳 质结合排出体外,使进入肝肠循环的胆汁酸大为减少。

人体 将肝脏以外的胆固醇运入肝脏,用来制造胆汁酸,最终促成 体内胆固醇数量下降,血脂降低。

3)升高血液中高密度脂蛋白的含量脂类与蛋白结合成脂蛋白,低密度脂蛋白则将胆固醇由 肝脏运向周围组织,诱发组织硬化;高密度脂蛋白将周围组 织的胆固醇运回肝脏。

甲壳质降血脂,使血液中胆固醇含量 下降,低密度脂蛋白数量也随之下降,高密度脂蛋白数量上 升有助于防止动脉硬化的产生。