壳寡糖在食品中的应用——山东卫康-李康 PPT课件

第四章壳寡糖作用机理及功能（第三节）壳寡糖保健功能1.强化免疫功能，提高全身免疫力壳寡糖服用后，作用于全身的所有细胞，使器官、组织及细胞的免疫功能提高。

全身几乎所有疾病的发生发展均与免疫功能下降有关，只要提高机体的免疫力，就可以预防慢性疾病的发生。

壳寡糖能激活免疫系统，促进巨噬细胞的吞噬能力。

能增强杀伤性T细胞、NK细胞对衰老细胞、病毒感染的靶细胞，及对肿瘤细胞的杀伤活性。

由于壳寡糖能与血管内皮细胞结合，而具有一定的抑制癌细胞转移于浸润的能力[5]。

①抗癌、抑制癌细胞转移功能[6、7]。

抑制癌细胞转移。

壳寡糖、壳聚糖对接着分子具有强烈的吸附作用，是癌细胞不能与接着分子结合，从而失去载体，不能转移。

抑制癌细胞并防止癌症复发。

壳寡糖能激活淋巴细胞，使免疫功能强化。

T细胞、B细胞、巨噬细胞、NK细胞、LAK细胞联合作战直接杀死癌细胞，与抗癌药并用，提高疗效，减少化疗的副作用。

②减少癌毒素，促进其它抗癌药物的作用[7]癌细胞增殖时会释放毒素，此毒素能破坏血清中的铁质，造成贫血；并且分解脂肪，兴奋胃腹神经中枢，使人食欲下降，身体消瘦。

癌症患者若服用壳寡糖后，可激活其体内具有免疫功能的淋巴细胞（如T细胞、B细胞、巨噬细胞、NK细胞、LAK细胞），使其能分辨正常细胞和癌细胞，而只杀死癌细胞。

壳寡糖可以延长抗癌药物的作用时间，增强杀死癌细胞的效果。

以抗癌药物之一的5-氟尿嘧啶（5-FU）为例，它含有带负电荷的氟，结合在尿嘧啶上后，氟的负电荷几乎失去，留下极少数负电荷与壳寡糖的正电荷结合，结合的虽不很牢固，却不会立即排出体外，5-FU就留在肠管内。

因此在低浓度下5-FU能更长时间地存在于血液中，从而增强了对癌细胞的杀伤效果。

癌症病人若服用抗癌剂，会引起脱发、白血球减少、腹泻等副作用，而壳寡糖可以抑制这种副作用，但并不消弱抗癌药的治疗效果。

2.对消化系统的保护功能。

有人称壳聚糖/壳寡糖是胃肠道疾病患者的福音。

胃病是日常生活中的一种常见病，患过胃病的人，大多是由饮食不当造成的，如暴饮暴食、酗酒，也有是因为受冷、或忧郁烦恼、或某些药物损伤胃黏膜而出现胃部胀痛、泛酸、呕吐、消化不良等症状。

壳寡糖的功能研究及应用好嘞，今天咱们聊聊壳寡糖。

听起来高大上吧，其实它就是一种小小的糖分子，但可别小看它哦。

它在咱们的生活中可大有作为。

壳寡糖最初是从甲壳类动物的壳中提取出来的，比如虾和蟹。

说到这，大家可能会想，虾皮不是用来做汤的吗？可它的壳也有很多潜力呢！就像你家那台旧电视，表面看起来不咋地，但里面的科技可是一流的。

壳寡糖到底有什么功能呢？它的抗菌效果那是杠杠的。

咱们常说“细菌无处不在”，可壳寡糖恰恰是个“小勇士”，能有效对抗很多坏细菌。

它就像那种超级英雄，出场时总能一举击败坏蛋。

研究表明，壳寡糖能抑制一些致病菌的生长，让咱们的肚子更舒坦，免受肠胃问题的困扰。

这可是“保胃大作战”哦，谁不想吃得安心呢？再说，它对免疫系统的好处也是显而易见的。

我们总说“身体是革命的本钱”，而壳寡糖就是那种能帮助咱们增强体质的“法宝”。

有些研究发现，壳寡糖能促进免疫细胞的活性，像是在给免疫系统打了强心针。

这样一来，感冒发烧之类的小病小痛就能离咱们远远的。

想想看，冬天再也不用担心流感来了，真是太赞了！壳寡糖在肠道健康方面的表现也是一绝。

它就像是肠道里的“小清道夫”，帮助清理那些不必要的东西，促进肠道菌群的平衡。

我们常说“肠道是第二大脑”，那么壳寡糖就是让这个“第二大脑”更聪明的好帮手。

调理好肠道，咱们的情绪、免疫力都能跟着提升，真是一举多得啊。

再往深了说，壳寡糖还有助于降低血糖和血脂。

对于那些糖尿病患者来说，简直是个福音！它可以减缓糖分的吸收，帮助稳定血糖。

就像是在帮你把那种甜得发腻的糖果收回来，让你不会一不小心就吃得过多，真是个贴心的小伙伴。

降低血脂这事儿，也是在为心脏健康保驾护航。

咱们常说“心脏是生命的发动机”，所以壳寡糖的作用可见一斑。

再说说它的应用，壳寡糖不仅仅是在保健品中能看到，甚至在食品和化妆品中也开始大显身手。

你有没有发现，现在很多食品包装上都会写“添加壳寡糖”，这不是随便说说的，而是为了增加食物的营养价值。

第五章壳寡糖壳聚糖在食品工业中的应用饮食是人类生存的基础。

提供人体活动的物质称之为生命要素。

其中主要提供能量的物质：葡萄糖、脂肪、蛋白质等，另一类是主要调解细胞、组织与器官功能（调解其代谢）物质：维生素、矿物质与功能糖。

在功能糖中，特别是壳寡糖，（1991年）被誉为第六大生命要素。

它的结构独特，决定了它有特殊的理化性质，也就决定了它许多功能。

这就奠定了它是人类目前功能（保健）食品的最佳原材料。

第一节壳寡糖在食品中的应用甲壳素、壳聚糖与壳寡糖作为天然高分子多糖，在1991年国际甲壳素大会上就被誉为人体所必需的除了糖、蛋白质、脂肪、维生素和矿物质以外的第六大生命要素，其本身就可以作为功能性保健食品，满足人们的需要[1]。

对于壳聚糖的毒理性研究早在1968年就有人做过实验，每天按18g/kg体重计量的壳聚糖饲养小白鼠，对其生长不会产生危害，Landes和Bough也有类似的报道。

这些实验都为壳聚糖的安全性提供了有利的证据。

壳寡糖作为自然界中唯一的碱性糖，生物活性高，无毒、无副作用，可被人体快速吸收。

以壳寡糖为主要原料生产的保健食品能够提高机体的免疫力，活化细胞，促进肠道双歧杆菌等有益菌的增殖，并抑制有害菌的生长。

使用含有壳寡糖的食品，如壳寡糖与酸性多糖（卡拉胶、果胶等）制成的一种食品，对人体有降低胆固醇、提高机体免疫力、抑制胃酸分泌和调节人体微量元素水平的功能，可用于治疗肥胖病、冠心病和各种胃肠溃疡病，同时还具有抑制肿瘤细胞活性的作用。

目前壳寡糖的主要消费地在日、韩、美、法、俄等国家。

韩国于1996年即批准壳寡糖为功能性保健食品，我国现在已有20多种壳寡糖类保健品。

壳寡糖年需求量很大，预计年需求量将以高于30%的速度递增[2]。

由于壳寡糖具有三调节（免疫调节、pH值调节、荷尔蒙调节），三排除（排除有害胆固醇、排除体内金属离子、排除农药及体内自由基等毒素），三降（降血脂、降血糖、降血压）作用，因此被认为是继维生素及卵磷脂、螺旋藻之后的第二代保健食品[3]。

壳寡糖生物农药的功能及施用方法壳寡糖植物疫苗（生物农药）的研制属中国科学院“九五”重点、农业部“948” 计划项目。

是在中国科学院大连化学物理研究所糖生物学与糖工程课题组多年研究基础之上，以来源丰富的海洋生物资源为原料，通过糖生物学及寡糖工程技术，研制开发的对粮食作物、经济作物、蔬菜、水果、花卉等具有提高免疫力、增强抗病虫性和调节生长发育、改善品质、增产增收功能的绿色产品。

壳寡糖（oligochitosan）是由2-10个氨基葡萄糖以田，4-糖背键连接而成，它对植物的调控作用不同于传统的生物农药和化学农药，不但可以提高植物的抗逆性（包括抗病性、抗寒和抗旱性等），同时还可以促进作物的生长，提高作物的品质。

田间试验结果表明壳寡糖植物疫苗对小麦赤霉病、棉花黄萎病、大豆花叶病等多种植物病害具有明显的防治效果。

此外对其它水果、蔬菜及花卉等病害也具有明显的防效和促生长作用，同时可提高产量13%-30%。

如壳寡糖植物疫苗可显著提高苹果、梨的抗寒性及坐果率（与对照比可提高10倍）。

保叶率达 80%左右。

壳寡糖与杀菌剂混用，可以大幅度降低杀菌剂的用量（最高降低化学农药用量的90%），防治作物病害及提高产量效果明显。

壳寡糖植物疫苗因其独特的作用机理已经成为一类全新的绿色生态农药。

目前该项研究已达国内领先，其中中科3号（凯得）、中科6号（好普）制备应用技术达到国外先进水平。

并且获得了农业部2%氨基寡糖素水剂（好普）LS 20001432和 2.8%葡聚寡糖素水剂（凯得）LS 20001533两个寡聚糖农药临时登记证书。

壳寡糖植物疫苗的作用特点：1.环境相容性好（即对非靶标生物的毒性低，影响小，在环境中易分解，无残留影响，对环境和生态平衡无不良影响）；2.超高效（用量很少，1克粉剂/亩，使用浓度为5-50ppm）；3.安全性好（即仅对靶标有害生物有抑制作用，对非靶标生物具有高度安全性）；4、避免抗药性（通过激活植物系统获得性抗（SAR）反应，机理独特）；5.作用广泛（促进植物生长，广谱抑菌对24种作物上36种病害有抗病作用）壳寡糖植物疫苗的作用功效1.促进种子萌发壳寡糖对作物的种子萌发有促进作用，壳寡糖处理黑麦草种子以后，其发芽指数和活力指数分别比对照提高了32. 64%、60. 47%。

壳聚糖及其在食品工业中的应用壳聚糖（英文名：chitosan）是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在C2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖。

壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。

因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。

壳聚糖的研究历史甲壳素（chitin）首先是由法国研究自然科学史的布拉克诺（H. Bracolmot）教授于1811年在蘑菇中发现，并命名为Fungine。

1823年，另一位法国科学家奥吉尔从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质，并命名为几丁质；1859年，法国科学家C. Rouget将甲壳素浸泡在浓KOH溶液中，煮沸一段时间，取出洗净后发现其可溶于有机酸中；1894年，德国人Ledderhose确认Rouget制备的改性甲壳素是脱掉了部分乙酰基的甲壳素，并命名为chitosan，即壳聚糖；1939年Haworth获得了一种无争议的合成方法，确定了甲壳素的结构；1936年美国人Rigby 获得了有关甲壳素/壳聚糖的一系列授权专利，描述了从虾壳、蟹壳中分离甲壳素的方法，制备甲壳素和甲壳素衍生物的方法，制备壳聚糖溶液、壳聚糖膜和壳聚糖纤维的方法；1963年Budall提出甲壳素存在着三种晶形；20世纪70年代，对甲壳素的研究增多；20世纪80-90年代，对甲壳素/壳聚糖研究进入全盛时代。

壳聚糖的一般物理性质壳聚糖分子中含有氨基，具有碱性，在胃酸的条件下可生成铵盐，可以使肠内pH值转为碱性，改善酸性体质。

甲壳素对人体细胞有很强的亲和性，进入人体内的甲壳素被分解成基本单位。

人体内存在的葡萄糖胺。

甲壳素、壳聚糖和壳寡糖的由来：甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类细胞，虾、蟹、昆虫的外壳和软骨，高等植物的细胞壁中。

人类最早利用甲壳资源始于中国著名的《本草纲目》中所记载：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中发现了甲壳素。

1991年美欧医学科技界营养食品研究机构宣布甲壳素类物质为继脂肪、蛋白质、糖、矿物质、维生素等生命要素之外的第六生命要素，轰动一时。

日本则率先将甲壳素类物质经临床实践后以保健食品投放市场，并成为日本厚生省(相当于我国卫生部)唯一准许宣传疗效的机能性保健食品；同时日本政府也投入了巨资予以开发和市场推广，其销售量也占日本保健食品的首位，并在短短的30年后使日本跃居世界第一长寿国！甲壳素、壳聚糖、壳寡糖都称为甲壳素类物质。

甲壳素不溶于水、碱、一般的酸和有机溶剂，只溶于部分浓酸，依靠人体胃肠道中的甲壳素酶、溶菌酶等的作用少部分分解，因此其吸收率较低，服用量较大，产生的服用反应也高达70%以上。

对甲壳素进行化学处理，脱掉其中的乙酰基，就变成了壳聚糖，壳聚糖已经可以溶于稀酸，比甲壳素进了一步。

但是壳聚糖还是大分子，仍然不溶于水，把壳聚糖降解为小分子，就是壳寡糖。

壳寡糖可以直接溶于水，因此吸收率大为增加，服用量和服用后反应大为减少。

为什么称壳寡糖是生命第六要素壳寡糖的最终代谢产物——葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺是人体必须的两种物质。

如缺少该物质，人体的自身免疫功能就会下降，导致高血压、心脑血管疾病、癌症等现代疑难病。

人在幼儿时可以在细胞内合成这两种物质，成年以后就必须从食物中摄取。

十九世纪70年代，科学家在对细胞的营养学、结构学和功能学研究过程中发现由于工业化生产、农药化肥的大量使用、大棚技术、无土栽培技术等大量的使用，甲壳素类的物质在人类的食物链中消失了，人体从食物中得不到及时弥补，必须人为的添加和补充。

而壳寡糖在人体内会分解产生这两种物质。

第七章壳寡糖壳聚糖在其它领域的应用（第五节）第五节在造纸工业中的应用[11]在造纸工业中，甲壳素及其衍生物可有效的提高纸张的干、湿强度和改善表面印刷性，能广泛的应用于印刷纸的生产，近几年来，壳聚糖在造纸工业中的应用研究十分令人注目，是一种极有发展前途的造纸用精细化学品，目前主要用于纸张的施胶、纸张的表面改性剂纸张的增强助留等。

壳聚糖在水溶液中具有一定的阳离子性和良好的成膜性，较好的渗透性剂较稳定的抗水性，适合用作纸张的表面施胶剂。

壳聚糖本身还是一种防腐剂，对纸张还起到良好的防蛀、防腐作用。

如将壳聚糖和纸浆混合制成扩音器纸材，则能改善其音质。

由于甲壳素不怕水，制成的纸可用来绘制航海图剂航海记事本。

纸表面用壳聚糖处理，可增强纸的强度，使油墨印刷鲜明，且不会因受紫外线照射而褪色。

由于壳聚糖的阳电荷性、良好的成膜性、独特的生物性能，在特殊用纸的生产上将具有很大的开发潜力，例如绝缘纸、电容器纸、防水纸、吸附纸、医用纸等。

甲壳素及其衍生物还可以用于生物工程方面，制备酶和细胞的固定化载体；用于制备各种膜、催化剂、吸附剂等，广泛用于工业生产。

液晶材料是目前高新技术领域中研发的热门，壳聚糖有望成为新型的天然高分子液晶材料[12]。

壳聚糖甚至在混凝土养护中也有应用。

扬州大学试验用壳聚糖制成的养护剂处理混凝土构件，并与干养护进行比较，壳聚糖养护剂养护的混凝土构件保水性显著提高，抗压抗弯强度亦得到了明显的提高。

壳聚糖作为一种新型养护剂，不仅能提高混凝土的结构强度，节约人力物力，还能被生物降解，无毒、不污染环境[13]。

种种迹象表明，甲壳素壳聚糖工业正在崛起，有关开发利用的研究已引起世人关注，越来越多的产品将从实验室走向市场。

有人预言，壳聚糖将会和塑料一样走进千家万户，成为21世纪的支柱产业。

参考文献：[1] 常德富，王江涛。

壳聚糖德化学改性及其应用。

日用化学工业。

2006，36（4）：243 - 246[2] 李铭，葛英勇。

植物源壳寡糖
壳寡糖（Chitosan oligosaccharide），又叫壳聚寡糖、低聚壳聚糖、几丁寡糖，是壳聚糖主链经物理、化学或酶降解断裂后得到的聚合度为2-10的低分子量碱性氨基寡糖，分子量≤3200Da（道尔顿），化学名为β-（1，4）-寡糖-葡萄糖胺，是自然界中唯一的碱性寡糖。

壳寡糖无热量、低甜度、无异味，具有优良的吸湿性和保湿性。

壳寡糖具良好的水溶性和低黏度，功能作用范围广，易被人体吸收利用，生物活性更高，其功效是壳聚糖的数十倍。

壳寡糖被机体吸收后可改善体内pH环境。

壳寡糖分子中含有游离氨基和半缩醛羟基，在高浓度及高温条件下很容易发生缩合反应，生成希夫碱。

壳寡糖溶液具有较强的还原性，在有氧化剂存在或暴露在空气中，会发生氧化反应，这两种反应均会使壳寡糖色泽加深。

壳寡糖成盐后，会增强其稳定性。

壳寡糖的制备方法有酸水解法、氧化降解法和糖基转移法等化学法，超声波、微波、电磁波辖射、射线照射、光降解法等物理法以及甲壳素酶、壳聚糖酶、溶菌酶等酶降解法。

在食品行业中，壳寡糖可用作抗菌防腐剂、保水剂、絮凝剂、澄清剂、保鲜剂，制作减肥功能食品等；在日化领域中，可用作吸湿剂和保湿剂；壳寡糖因具有药效和肥效而广泛应用于农业领域中；还可用作饲料添加剂。

第七章壳寡糖壳聚糖在其它领域的应用（第三节第四节）第三节在林业中的应用[8]甲壳质和壳聚糖在木材工业中的应用研究主要在木材防腐、木材染色和木材涂饰方面。

壳聚糖在木材染色和涂饰中的应用研究不多，日本学者平林靖彦等先后对壳聚糖在木材染色中的应用作过比较详细的研究。

研究发现，经过壳聚糖处理可改善木材表面染色的均一性，能提高表面染色效果，防止着色色斑的产生，对阔叶环孔材的作用尤其明显；能增强染色材料的耐光性能，防止燃料的变色和褪色。

日本学者采用壳聚糖对木材进行前处理，研制开发了对木材进行静电喷涂的新的涂饰方法。

将壳聚糖溶液直接用于木材防腐中，研究发现具有一定的杀菌作用，与CCA等同时使用，效果更好。

小林智纪等报道了用壳聚糖金属盐（Chitosan – metal salts）对日本赤松（Pi-nusdensiflora）进行侵注处理的防蚁室内和田间实验。

实验表明用壳聚糖铜盐（Chitosan - copper salts）与壳聚糖锌盐（Chitosan – metal salts）开发对环境无害与低毒的木材防蚁剂奠定了基础。

有关壳聚糖和甲壳素在林业中的应用研究刚刚起步，做的工作还不多，但其在林业中的潜在应用有着极为光明的发展前景。

参照壳聚糖和甲壳素在农业和其它领域中应用的成功范例，借鉴其研究成果与经验，结合林业生产的特点，可以认为壳聚糖和甲壳素在林业生产中的许多方面可得到应用，在林木处理、森林土壤改良、森林病虫害防治、水果保鲜、木材工业的方面有望得到重视和开发应用。

第四节在纺织工业中的应用壳聚糖具有许多天然的优良性质，如吸湿透气性、反应活性、生物活性、吸附性、黏合性和抗菌性等，人们利用这些性能来提高棉、毛和丝绸等天然纤维织物的染色、抗菌、防皱和防潮等性能。

甲壳素和壳聚糖作为资源丰富、性能优良的天然高分子材料在纺织印染工业中的应用很广泛，具体有以下几个方面：1.壳聚糖纤维壳聚糖室直链大分子，分子上无庞大侧基，各大分子间的强氢键作用，分子间结构较为有序，取向度较高，因此是一种良好的成纤原料。