甲壳素(经脱乙酰化后称为)壳聚糖

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：-（14）-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（14）-2-氨基-2-脱氧-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3002500个葡萄糖残基通过1，4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10003000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。因此，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。化妆品美容剂、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。他是构成脑、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。 2、降血压的作用1）体液调节作用：造成高血压的原因很多，其中体液内分泌调节占重要地位。实验医学证明，人体过量摄入氯化钠（食盐），使氯离子堆积，导致人体处于高血压状态。其机理为肝脏产生的血管紧张素源在血液中平时不显示活性，在转换酶（ACE）的作用下生成的血管紧张素是一种生理活性较低的中间产物，二次经转换酶（ACE）的作用生成的血管紧张素生理活性极强，作用于中、小动脉内膜使血压升高。 氯离子是转换酶（ACE）的激活剂，体内适量的甲壳质溶解后形成阳离子基团与氯离子结合排出体外，削弱了转换酶的作用，血压则无法升高。氯化物 Cl¯ Cl¯ ACE激活 ACE激活 ACE激活 血管紧张素源兴奋血管紧张素兴奋 血管紧张素兴奋 入血 2）降血