甲壳素
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甲壳素及其衍生物一、甲壳素的由来甲壳素(Chitin)又名甲壳质,壳多糖,壳蛋白,是法国科学家布拉克诺(Braconno)1811年首先从蘑菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体,把它命名为Fungine(蕈素)。
1823年,法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取了这种物质,并命名为chitoin (几丁质),chitoin希腊语原意为"外壳"、"信封"的意思。
1.1 甲壳素的分布自然界中,甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳,贝类、软体动物(如鱿鱼、乌贼)的外壳和软骨,高等植物的细胞壁等,其每年生物合成的资源量高达100亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在10亿吨以上,可以说是一种用之不竭的生物资源。
甲壳素经自然界中的甲壳素酶、溶菌酶、壳聚糖酶等的完全生物降解后,参与生态体系的碳和氮循环,对地球生态环境起着重要的调控作用。
1.2甲壳素的化学结构经结构分析,甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,属于直链氨基多糖,学名为[(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1→4)甙键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%。
其分子结构特点为:氧原子将每个碳原子的糖环连接到下一个糖环上,侧基团"挂"在这些环上。
甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似,所不同的是,若把组成纤维素的单个分子棗葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH3),这样纤维素就变成了甲壳素,从这个意义上讲,甲壳素可以说是动物性纤维。
1.3 甲壳素的化学性质甲壳素有α,β,γ三种晶型。
α棗甲壳素的存在最丰富,也最稳定。
由于大分子间强的氢键作用,导致甲壳素成为保护生物的一种结构物质,结晶构造坚固,一般不熔化,也不溶于一般的有机溶剂和酸碱,化学性质非常稳定,应用有限。
人体第六生命要素----甲壳素一、什么是甲壳素甲壳素,也叫甲壳质,壳素糖,蟹壳素,其主要成分是几丁聚糖。
目前国内市场甲壳素同类保健产品的商品名有:第六要素、甲壳质、甲壳素、甲壳王、救多善、济多生、济多善、奇特善、救护善、蟳之定、海生源、甲壳胺……,原则上统称甲壳素,适用于免疫力低下者。
甲壳素主要来自动物,如蟹,虾的外壳,软体动物鱿鱼、乌贼的软骨和表皮,肢节动物的外壳和蘑菇、木耳及真菌类的细胞壁中也广泛存在着。
甲壳素是人类除淀粉、纤维素以外的第三大物质资源。
自然界含氮的有机物中,甲壳素的数量也仅次于蛋白质,而居第二位。
甲壳素是一种从生物体活动的深层部分开始的特殊治疗,即由细胞层次来进行治疗。
甲壳素使人体免疫机能活化,充分发挥人体自然治愈力,通过活化细胞,促进新陈代谢;活化淋巴细胞,增强免疫力等“内因”手段,提高整个人体防病治病的自然治愈力来对付各种疾病。
1991年在甲壳素国际学术会议上,世界卫生组织WHO权威机构认证,除蛋白质、维生素、矿物质、脂肪、糖五大要素外的生命第六要素——甲壳素, 是二十一世纪人类不可缺少和无法替代的生命之源。
二、甲壳素的特点(一)甲壳素是人类迄今为止发现的天然的唯一带有正电荷阳离子基团的可食性的动物纤维;(二)甲壳素是糖类中唯一的碱性多糖;(三)甲壳素保健食品是日本政府批准的唯一允许宣传疗效的机能性保健食品;(日本把几丁聚糖作为食品添加剂,就像我们在食盐中加碘,广泛在民众中应用,这几年统计资料表明,日本国民平均寿命突然高了,十年保健计划的实施,几丁聚糖的应用,心脑血管疾病发病率。
死亡率明显降低,形成了老人社会,他们人种和我们一样,生态环境也不比我们好,由于保健计划,他们全民寿命提高了。
)(四)甲壳素资源是自然界里含氮量最高的天然资源;(五)日本国际健康研究所所长金子·今朝夫在其著《七种最佳抗癌食品》一书中把甲壳素摆在灵芝、刺五加、螺旋藻、蜂胶、啤酒糟、半藻类之冠;上海胸科医院廖美琳教授在第六届全国肺癌会议报告中,把甲壳素摆在三种抗癌细胞特种的物质(甲壳素、多肽、肝素)之首。
甲壳素一、项目概括甲壳素是一种天然生物高分子聚合物,化学名:聚N-乙酰葡萄糖胺。
广泛存在于无脊椎动物的外壳、昆虫的外角质层和内角质层,真菌的细胞壁中,自然界每年生物合成的甲壳素估计100亿吨,是目前地球上仅次于纤维素的第二大类纯天然高分子纯合物。
其中海洋生物的生成量约为10亿吨,尤其是虾、蟹等甲壳类动物的甲壳富含1/4----1/3的甲壳素,由于人们食用大量甲壳动物,估计全世界每年有近10亿吨甲壳废料,而且海洋、江河、湖沼的水圈,海底、陆地的土壤圈,以及动植物的生物圈中的甲壳酶、溶菌霉、壳聚糖酶等将甲壳素及其衍生物完全降解,参与生态体系的碳和氮源循环,它在地球环境和生态保护系统中起着重要的调控协同作用。
我国早在五十年代就开始了甲壳素的提取和应用,当时仅限于应用在印染行业的助剂。
六十年代末至七十年代中曾一度销声匿迹。
自1997年在美国波士顿召开第一届国际甲壳素学术会议以来,由于人们日益青睐纯天然制剂,甲壳素及壳聚糖的奥妙被逐步挖掘出来。
继波士顿会议之后,又先后在日本、意大利、挪威、美国、日本召开了第二、三、四、五、六届国际甲壳素学术会议,甲壳素及其衍生物已广泛应用于农业、化工、食品、纺织、印染、日用化工、医药、生物工程等各个领域。
据资料记载,现已获得以甲壳素为关键词的专利产品有照相底片、外科手术缝合线、防火衣、人工肾膜、液晶、抗凝剂、避孕润滑油等,正在应用和开发的有隐形眼镜、植物杀虫剂、抗癌食品、金属螯合剂、食品保鲜剂、果汁澄清剂、水处理剂、各种化妆品等。
甲壳素的应用科学已成为当今科技领域的热门话题,它作为诸多学科的交叉领域已逐渐分支出来成为一门新兴科学-----甲壳素生物化学学科。
目前在科学最发达的美国,几乎每个领域都有甲壳素的参与,几乎每个上档次的新产品都有甲壳素的踪迹,据专家推测,在世界范围内的食品、医药、日用化工等领域,甲壳素的应用技术将成为二十一世纪的高新科学技术,专家预言:到了二十一世纪,将是甲壳素的时代。
甲壳质甲壳素一般指甲壳质甲壳质(C8H13O5N)n,又称甲壳素、几丁质,英文名Chitin。
1811年法国学者布拉克诺(Braconno)发现,1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取。
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)壳聚糖(chitosan)不溶于水,可溶于部分稀酸。
甲壳素应用范围很广泛,在工业上可做布料、衣物、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。
中文名:甲壳质英文名:Chitin别称:甲壳质,甲壳素,壳聚糖,几丁质、甲壳素化学式:(C8H13NO5)n n分子量:[1]理化性质一般通称: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[2]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:(C8H13NO5)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、真菌的细胞壁等。
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。
[2]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。
浅析甲壳素及衍生物壳聚糖0前言:甲壳素(chitin) 又名几丁质,是自然界中含量仅次于纤维素的一种多糖,同时,也是地球上数量最大的含氮有机化合物。
其在自然界中主要存在于节肢动物(主要是甲壳纲如虾、蟹等,含甲壳素高达58~85 %) 、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物、海藻及真菌等中,另外在动物的关节、蹄足的坚硬部分,动物肌肉与骨结合处,以及低等植物中均发现有甲壳素的存在。
壳聚糖是甲壳素脱去大部分乙酰基后的产物是甲壳素最为重要的衍生物。
自从1811 年,法国科学家H.Braconnnot 发现甲壳素以来,甲壳素逐渐被认识与利用。
近年来,国内外相关的研究日趋活跃,甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的第六生命要素。
甲壳素和壳聚糖经过改性之后生成的改性高分子具有无毒、可以完全被生物降解在自然界形成良性循环等诸多优点,显示了良好的应用前景。
关键词: 甲壳素,壳聚糖,利用,开发1. 结构及理化性质1.1 结构甲壳素是一种天然高分子化合物,其学名是β- (1 →4) - 2 - 乙酰氨基- 2 - 脱氧- D - 葡萄糖,是由N - 乙酰氨基葡萄糖以β- 1 ,4 糖苷键缩合而成的。
如果把此结构式中糖基上的N - 乙酰基大部分去掉的话,就成为甲壳素最为重要的衍生物壳聚糖。
1.2 理化性质1.2.1 物理性质甲壳素是白色或灰白色无定型、半透明固体,相对分子质量因原料不同而有数十万至数百万,不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂,可溶于浓的盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸,但同时主链发生降解[7] 。
壳聚糖是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体,因原料不同和制备方法不同,相对分子质量也从数十万至数百万不等,不溶于水和碱溶液,可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数有机酸,不溶于稀的硫酸、磷酸。
在稀酸中,壳聚糖的主链也会缓慢水解,溶液的粘度逐渐降低1.2.2 化学性质甲壳素和壳聚糖化学性质的研究,内容十分广泛, 其分子结构当中含有羟基、氨基和自由基,可以发生酰化、酯化、醚化、氧化、烷基化、螯合、接枝共聚及交联等一系列化学反应,这对于研究认识它们的本质,进行创新性工作,开发新产品有重要意义。
甲壳素又称甲克质、几丁质,是重要的天然抗菌整理剂之一。
它来自天然贝壳、蟹壳、虾壳、鱼骨及昆虫等动物的客体。
当甲壳素脱乙酰度达到55%时,则成为甲壳素最重要的抗菌衍生物壳聚糖。
甲壳素整理剂SAL6680是以壳聚糖、活性添加剂为主要成分,是安全性很高的集保湿、美肤、抗菌为一体的整理剂。
它具有良好的粘合性、生物相容性、生物降解性、无毒性及特殊的吸附性。
适用于各种纤维织物,包括棉、毛等天然纤维和聚酯、尼龙、粘胶等化学纤维纺织品,经其处理后的织物具有优良的耐洗性。
SGS、Intertek 等全球多家权威检测机构一致证明: SAL6680的抗菌性能符合美国AATCC100标准及日本JIS L 1902-2002标准等。
韩笑壳聚糖衍生物抗菌剂的应用王阳(西安工程大学,陕西西安710048)摘要:概述了纺织品抗菌防臭整理的重要性,介绍了抗菌整理剂的种类,重点阐述了改性壳聚糖的抗菌防臭整理剂的应用工艺,采用日本JIS标准测试证明Herst ATB抗菌整理纺织品具有高效、耐久的抗菌防臭效果,并且Herst ATB成本低廉,安全环保,适合于工业化生产。
关键词:甲壳素;抗菌防臭整理剂;抗菌纺织品;抗菌整理工艺The application of chitosan antibacterial agentAbstract: This paper covers the development and the important of antibacterial finishing, as well as the kinds of antibacterial agent, mainly the finishing method by chitosan. Based on American standard JIS, result show that cotton fabric treated with Herst ATB has not only the excellent antibacterial effect, durable to washing, but also safe to body and environmental friendly. It is suitable for manufactory.Key words: chitosan; antibacterial agent; antibacterial textile; antibacterial finishing1前言随着人们卫生保健意识的增强,特别是安全、舒适、健康、清洁、环保等“绿色”观念的形成,对于纺织品要求越来越高,使纺织品的抗菌、防霉、防臭后整理加工更加受到人们的重视。
甲壳素分类
甲壳素是一种生物分泌出的外骨骼,主要由几丁质和贝壳碳酸盐组成。
它们广泛存在于海洋、湖泊和河流等水域中,是水生动物的一种重要保护和支撑结构。
按照生物分类学的基本原则,甲壳素可以分为以下几类:
1. 甲壳类:也称甲壳动物,是甲壳素中最大的一类。
它们的外骨骼坚硬且呈拱形,通常由若干个节组成,每个节都有一对附肢用于抓握食物和生殖。
著名的甲壳类包括虾、螃蟹、龙虾等。
2. 硬壳类:也称二枚贝,是甲壳素中比较著名的一类。
它们的外骨骼为两个对称的半圆形,通常由肌肉驱动进行开合运动。
硬壳类还可以根据不同的外形特征分为扇贝、牡蛎、蛤蜊等。
3. 软壳类:也称田蟹、海蟹,是甲壳素中比较柔软的一类。
它们的外骨骼相对较薄,可以随着身体的运动而弯曲或扭转。
软壳类还可以根据不同的外形特征分为青蟹、梭子蟹、龙虾等。
除此之外,甲壳素还包括多种微小或无形态的生物,如浮游动物、甲藻等。
它们在水生生态系统中发挥着重要的作用,对海洋生物的养分循环和生态平衡产生着重要影响。
甲壳素一、项目概括甲壳素是一种天然生物高分子聚合物,化学名:聚N-乙酰葡萄糖胺。
广泛存在于无脊椎动物的外壳、昆虫的外角质层和内角质层,真菌的细胞壁中,自然界每年生物合成的甲壳素估计100亿吨,是目前地球上仅次于纤维素的第二大类纯天然高分子纯合物。
其中海洋生物的生成量约为10亿吨,尤其是虾、蟹等甲壳类动物的甲壳富含1/4----1/3的甲壳素,由于人们食用大量甲壳动物,估计全世界每年有近10亿吨甲壳废料,而且海洋、江河、湖沼的水圈,海底、陆地的土壤圈,以及动植物的生物圈中的甲壳酶、溶菌霉、壳聚糖酶等将甲壳素及其衍生物完全降解,参与生态体系的碳和氮源循环,它在地球环境和生态保护系统中起着重要的调控协同作用。
我国早在五十年代就开始了甲壳素的提取和应用,当时仅限于应用在印染行业的助剂。
六十年代末至七十年代中曾一度销声匿迹。
自1997年在美国波士顿召开第一届国际甲壳素学术会议以来,由于人们日益青睐纯天然制剂,甲壳素及壳聚糖的奥妙被逐步挖掘出来。
继波士顿会议之后,又先后在日本、意大利、挪威、美国、日本召开了第二、三、四、五、六届国际甲壳素学术会议,甲壳素及其衍生物已广泛应用于农业、化工、食品、纺织、印染、日用化工、医药、生物工程等各个领域。
据资料记载,现已获得以甲壳素为关键词的专利产品有照相底片、外科手术缝合线、防火衣、人工肾膜、液晶、抗凝剂、避孕润滑油等,正在应用和开发的有隐形眼镜、植物杀虫剂、抗癌食品、金属螯合剂、食品保鲜剂、果汁澄清剂、水处理剂、各种化妆品等。
甲壳素的应用科学已成为当今科技领域的热门话题,它作为诸多学科的交叉领域已逐渐分支出来成为一门新兴科学-----甲壳素生物化学学科。
目前在科学最发达的美国,几乎每个领域都有甲壳素的参与,几乎每个上档次的新产品都有甲壳素的踪迹,据专家推测,在世界范围内的食品、医药、日用化工等领域,甲壳素的应用技术将成为二十一世纪的高新科学技术,专家预言:到了二十一世纪,将是甲壳素的时代。
甲壳素甲壳素是几丁质和几丁聚醣(几丁胺醣)的合称。
甲壳素又名甲壳质、壳聚糖,广泛存在于昆虫、甲壳类动物的硬壳以及菌类的细胞壁中。
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。
根据现有的研究指出,甲壳素对人体健康有下列的益处:一、调节血脂。
降低血清总胆固醇(TC),增加高密度脂蛋白胆固醇(HDLC),降低低密度脂蛋白,从而降低动脉硬化指数。
“甲壳素”可通过几个途径产生驱脂作用。
1)“甲壳素”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素(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)“甲壳素”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素结合排出体外,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。
甲壳素人类最早利用甲壳资源始于中国著名的《本草纲目》中就记载:蟹壳有破瘀消积的功能。
"蟹"字本身即指:解毒的虫类。
1811年,法国学者布拉诺首先在蘑菇类中发现了甲壳质,甲壳素又名甲壳质、壳聚糖,是一种化学结构与纤维类似的高分子多糖,它广泛存在于昆虫、甲壳类动物的硬壳以及菌类的细胞壁中。
一、甲壳素的药理作用1.抗菌抗感染甲壳素及其多种衍生物均具有不同程度的抗感染作用,以甲壳素六聚糖为最强。
小分子的脱乙酰甲壳素具有质子化铵,质子化铵与细菌带负电荷的细胞膜作用,吸附和聚沉细菌,同时穿透细胞壁进入细胞内,扰乱细菌的新陈代谢及合成而具有抗菌作用。
夏文水、吴焱楠研究认为,相对分子量为1500的脱乙酰甲壳素对大肠杆菌的抑制效果最强,随着分子量增大,则抑菌作用下降。
正光华发现,脱乙酰甲壳素对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结尖耶尔氏菌、鼠伤害沙门氏菌和李斯特单核增生菌,均有较强的抑制作用。
中国纺织大学吴清基教授已成功地将甲壳素制成无纺布、流延膜、涂层纱布等多种医用敷料用于临床,其中甲壳素与醋酸制成的无纺布透气透水性能极佳,用于大面积烧伤烫伤,抗感染和促进伤口愈合效果很好。
目前上海市每年可生产甲壳素医用材料约100吨。
2.降脂和防治动脉硬化魏涛等采用含胆固醇1%和脱氧胆酸钠0.2%的合成饲料喂大鼠28天,在诱发高血脂症的同时,经口服脱乙酰甲壳素观察其对高血脂症的影响。
实验设高脂对照组和低、中、高三个剂量实验组。
结果表明,脱乙酰甲壳素中、高剂量组的总胆固醇及总甘油三酯含量与高脂对照组比较,前者降低了10.5%、14.2%,后者降低了18.8%和26.1%,低、中、高剂量三实验组的高密度脂蛋白胆固醇与高脂对照组比较,分别升高了16.5%、32.7%和50.4%。
顾云等对31例高血脂成人患者进行口服脱乙酰甲壳素降脂试验,30日后检查,胆固醇、甘油三酯下降,低密度脂蛋白胆固醇下降,高密度脂蛋白胆固醇、脂蛋白均无明显变化。
甲壳素,英语为Chitin,日语音译为キチン質,化学名称为聚N一乙酰葡萄糖胺,常被翻译为几丁质。
甲壳素为真菌的细胞壁和节肢动物的外骨骼里的主要组成部分,其他动物也含有此物质。
它是N-乙酰-D-胺基葡萄糖多糖体,一同用β-1,4模式。
以它不可变的形式,甲壳素是半透明、易弯、有弹性和十分坚韧的。
不过在节肢动物里它经常被更改,透过嵌入变硬的蛋白质基体里,形成大部份的外骨骼。
通常昆虫的外骨骼不会更换,但幼虫或是虾蟹类会换壳,因为甲壳素构成的外壳不会成长。
甲壳素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处,其量不低于丰富的纤维素,是除纤维素以外的又一大类重要多糖。
据估计自然界中,甲壳素每年生物合成的量多达1000亿吨。
甲壳素是从蟹、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。
亲和性强进入人体内甲壳素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;而甲壳素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,甲壳素对人体细胞有良好的亲和性,不会产生排斥反应。
吸附性强溶解后的几丁聚糖呈凝胶状态,具有较强的吸附能力。
因甲壳素分子中含有羟基、氨基等极性基团,吸湿性很强,可用做化妆品保湿剂。
安全性高甲壳素是天然纤维素(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,而甲壳素为16g/kg)。
2012年6月,山东聊城退休教师雷庆峰表示发明了能喝的农药。
雷庆峰说:“我办公室放着几瓶农药,没事我们自己的工作人员就喝着玩。
”不过他也表示,还没有对“可以喝的农药”针对是否伤害人体做过检测。
雷庆峰退休前曾在东阿城关中学教农业知识课程,而无毒农药的主要成分是甲壳素,从螃蟹、虾米体内提取。
甲壳素即几丁质中文名称: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: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。
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。
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Ⅰ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Ⅱ生理活性极强,作用于中、小动脉内膜使血压升高。