甲壳素 几丁质 壳聚糖的区别

甲壳素与壳聚糖综述甲壳素是自然界中最丰富的氨基多糖类有机资源，广泛存在于甲壳纲动物虾蟹的甲壳、昆虫的甲壳、真菌(酵母、霉菌)的细胞壁和植物(菇类)的细胞壁中，它通常与蛋白质、钙质等结合在一起,形成生物体的支撑组织。

在海洋中甲壳类动物就有两万多种，其中最主要的品种有100多种，各种虾类和蟹类是最主要的甲壳类水产。

甲壳素的自然年产量大约与纤维素差不多，估计每年生物合成的甲壳素达100亿吨。

全世界每年水产加工后的甲壳素废弃物约为140多万吨,甲壳素在我国有丰富的自然资源,如何充分利用这一宝贵的自然资源,长期以来一直是人们探索的课题。

早在1811年,H.Bracohnot首次从蘑菇中分离出甲壳素,并命名为“fangin”。

1823年,A.Odier发现昆虫的外皮上分布有大量的甲壳素,并用希腊语命名为“chitin”。

1859年,C.Rouget用浓氢氧化钾处理甲壳素,使其脱乙酰化,制备出能溶于稀有机酸的物质。

1894年Hoppe-seiler[1]将该物质命名为壳聚糖。

1937年,Iobell等人发现能把甲壳素水解成甲壳素低聚糖的甲壳素酶; 1973年,Eveleighdeng等人发现能把壳聚糖水解成低聚糖的壳聚糖酶。

壳聚糖酶对生物体自溶、形态发生和营养代谢中具有一系列重要作用,同时一些疾病和生物共生现象也与壳聚糖酶有关。

1977年,日本人首次将壳聚糖作为天然絮凝剂处理废水。

同年,在美国波士顿召开第一次有关甲壳素/壳聚糖的国际会议。

从此,甲壳素的开发应用在世界范围内形成一股热潮[1]。

甲壳素及其衍生物由于其优异的生物性能而具有广泛的应用前景，对其物理与化学结构的研究也一直是高分子材料领域所关注的热点。

随着现代化表征手段的建立和应用，对甲壳素及其衍生物的化学结构，超分子结构以及它们的应用研究得到了极大的发展。

甲壳素及其衍生物己被广泛应用于农业、食品添加剂、化妆品、抗菌剂、医疗保健以及药物开发等众多领域，其中尤为重要的是生物医用领域。

第四节甲壳素、壳聚糖、壳寡糖和氨糖四者的关系地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次就是甲壳素。

甲壳素是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化合物。

蟹壳虾壳脱钙脱蛋白制备甲壳素，甲壳素脱乙酰基就是壳聚糖，壳聚糖降解制备壳寡糖，氨糖是甲壳素的单分子糖。

1.甲壳素（Chintin）甲壳素（Chintin）中文叫几丁质，也叫甲壳质，甲壳素是人类走向健康的宝贵物质。

人类最早利用甲壳类物质治病的始于中国，著名的《本草纲目》中所记载：蟹壳有破淤消积的功能。

“蟹”字本身即指解毒的虫类。

国外最早发现甲壳素的是法国科学家布拉克诺（Braconnot），他在1811年首先从蘑菇中发现的。

之后，欧、美、日等国家医学科技界相继投入巨资予以研究、开发和应用。

日本率先将甲壳素类物质经临床实验后，以保健食品投放市场，并成为唯一可宣传疗效的功能性食品，在短短的30年后，使日本跃居世界第一长寿国。

1991年在甲壳素国际学术会议上，日本、美国的医学界、大学及营养食品机构一致将甲壳素与蛋白质、脂肪、糖、维生素和矿物质并列，被誉为人体“第六生命要素”。

后来被称为“人体的软黄金”、“血管的清道夫”、“人体免疫卫士”、“人体长寿因子”、“人体杀毒软件”等等。

为何甲壳素会有这么多的美称?让我们来慢慢地揭开它的面纱。

纤维素是我们的老朋友，我们与之朝夕相处。

甲壳素也是纤维素，只是通常我们说的纤维素，一般是指植物性纤维素，而甲壳素是动物性纤维素却被忽略。

其实它们二者是我们生活中的“黄金搭档”。

（1）甲壳素与纤维素的结构纤维素的结构式甲壳素的结构式从结构式上我们可以看出，纤维素的一个羟基换成乙酰氨基，使两种物质就产生了不同的作用。

我们日常生活中从来就离不开纤维素，而甲壳素却极少，人体又不能合成，所以只有靠外源性补充。

近年来，随着大棚的建立，农药、杀虫剂和抗生素的大量使用，严重的改变了生态系统，食物链被中断了，农业发展的环境遭到了破坏，打破了人类健康饮食的平衡，又增加了农药在日常饮食中残留的毒害，所以人们慢性病和重大疾病的患病率越来越高，并趋向于年轻化。

不可小觑的甲壳素！甲壳素，又叫甲壳质、几丁质，不溶于碱以及其他有机溶剂，也不溶于水。

在自然界中，它广泛存在于低等植物、菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真细菌的细胞壁等。

话说甲壳素不溶于水，又怎么能够被植物所吸收利用呢？事实上，不管是医药上应用的甲壳素还是农业上应用的甲壳素，都已经不是原来的天然甲壳素，它在生产中经过酸碱法或者生物法，将天然甲壳素进行脱乙酰基处理，就变成可溶于稀酸的可溶性甲壳素。

这种经过脱乙酰基处理的可溶性甲壳素又称为几丁聚糖或者壳聚糖，而乙酰基脱去55%即可称为壳聚糖，目前转化率最高也就在85%左右，不到90%。

现在貌似还出现了水溶性甲壳素的制备，不过已经不是原来的壳聚糖，应当称之为低聚壳聚糖，还保留着壳聚糖的基本结构特征，这里就不做过多赘述了。

所以，农业上应用的甲壳素应当是几丁质与壳聚糖的合称，在农业生产中往往利用它的物理性质与化学性质，来起到防病抗病，乃至防虫杀虫的目的。

先说物理特性：由于其中的几丁质存在，所以它拥有很好的吸湿性与成膜性，在施用于作物表面时，可形成透气性好、耐雨水冲刷的保护膜，不仅能够抵御病虫害，还能够抵抗干旱、霜冻等不良环境的影响。

另外就得说说它的化学特性，以及生物活性了。

其实这部分还主要是几丁聚糖，即壳聚糖的特性，它拥有非常好的生物相溶性，比较利于作物吸收，在进入植物体内以后，能够诱导植物产生几丁质酶、壳聚糖酶等，进一步分解甲壳素。

并且由于甲壳素广泛存在于真细菌，以及昆虫体内，所以经壳聚糖诱导产生的酶，同样对病菌以及含有几丁质的昆虫有效，能够分解它们体内的甲壳素，达到抑制或者杀伤目的。

所以，在一些菌丝、孢子或虫卵等在接触到施用过甲壳素的作物以后，会被酶分解掉其中的几丁质以及壳聚糖，能够使单细胞细菌死亡，也可以对虫卵及线虫造成不错的杀伤作用。

说到甲壳素的抗菌特性，还得再细细分析一下，壳聚糖除了能够诱导作物产生几丁质酶以及壳寡糖酶以外，还能够产生植物抗毒素，以及葡聚烯糖酶，其中植物抗毒素自身就拥有抗菌活性，而葡聚烯糖酶与几丁质酶则可以在体外抑制病菌，而且壳聚糖还可以诱导植物产生愈创葡聚糖，增强植物细胞壁，进一步增强抗病能力，且壳聚糖能够改变病原菌细胞膜的通透性与流动性，阻断病原菌的代谢，起到抑菌效果。

1 甲壳素与壳聚糖甲壳素(chitin)又名甲壳质、壳蛋白、几丁、几丁质,广泛存在于昆虫和甲壳动物(虾、蟹等)的甲壳中,少数真菌和绿藻等低等植物的细胞壁中也含有甲壳素。

在天然高分子中,其数量仅次于纤维素。

甲壳素是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖经由β-1,4糖苷键聚合而成的线型高分子,分子量100万以上。

甲壳素和壳聚糖有不同的化学结构,甲壳素分子链上存在羟基和乙酰基,壳聚糖分子链上还含有游离的氨基可以通过各种化学改性,获得多种功能和用途。

甲壳素和壳聚糖可以与一氯乙酸、环氧乙烷、丙烯腈等醚化剂进行羧甲基化、羟乙基化、氰乙基化反应,生成相应的离子型醚和非离子型醚。

例如,在碱性(NaOH)条件下,以异丙醇为溶剂,加入一氯乙酸与甲壳素或壳聚糖反应,经中和、洗涤、干燥得到羧甲基甲壳素或羧甲基壳聚糖,是一类水溶性离子型醚。

2 甲壳素和壳聚糖的应用甲壳素、壳聚糖及其多种多样的化学改性产品具有种种功能,在纺织、印染、造纸、生化、食品、医疗、日用化工、农业和环境保护等方面都得到了广泛应用。

壳聚糖是一种阳离子聚电解质,对固体悬浮物有很好的凝聚作用,壳聚糖本身无毒性,所以可作为絮凝剂应用。

例如:用于水质净化和饮料(果汁、果酒)的除浊澄清;仪器工业下脚废水处理及对淀粉、蛋白质的回收;活性污泥的凝集及脱水;印染废水染料的凝集等。

根据美国商业部估计,目前全世界甲壳素的工业用量每年约15万t,主要用作环保处理剂及净水剂、约占50%。

它涉及的行业有食品业、屠宰业、染整业、电镀业。

甲壳素本身是天然材料,在发达国家环保管理机构均鼓励业界优先考虑使用,因对于其凝集之沉淀物不需考虑“二次污染”问题。

以甲壳素为主的滤材目前已使用于游泳池及其他大型水池除污及饮水净化。

甲壳素和壳聚糖及其衍生物在农业、纺织、造纸、生化、化学分析、重金属富集回收等方面还有多种用途。

甲壳素及其衍生物由于分子中羟基、氨基及其他基团的存在,对许多金属离子具有螯合作用,所以能有效地吸附或捕集溶液中的重金属离子,但不吸附水中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-等离子,因而不影响天然水的本底浓度。

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。

甲壳素、几丁质、壳聚糖的区‎别甲壳素：又称甲壳多‎糖、几丁质。

甲壳动物（虾、蟹）等的骨骼和‎菌类（地衣）等的细胞膜‎的重要成分‎。

白色半透明‎固体。

不溶于水、乙醇和乙醚‎。

是由N-乙酰α-氨基-D-葡萄糖胺以‎β(1→4)糖苷键连结‎而成的含氮‎多糖。

溶于浓无机‎酸和无水甲‎酸。

在浓酸或浓‎碱中发生水‎解而成α-氨基葡萄糖‎。

可用于纺织‎品的防皱和‎防缩处理；直接染料或‎硫化染料的‎固色；涂料印花的‎固着；木材的胶合‎以及防雨篷‎布的上浆等‎。

也可用作制‎人造纤维和‎塑料等的原‎料。

由含有甲壳‎质的物质如‎虾壳、蟹壳等提取‎制得。

壳聚糖是甲‎壳素的脱乙‎酰化产物，又称可溶甲‎壳素、壳多糖、甲壳胺，是一种天然‎生物高分子‎聚合物，白色结品性‎扮末。

有很强的吸‎湿性，仅次于甘油‎，高于聚乙二‎醇、山梨醇。

在吸湿过程‎中，分子中的羟‎基、胺基等极性‎基团与水分‎子作用而水‎合，分子链逐渐‎膨胀，随着pH值‎的变化，分子够从球‎状胶束变成‎线状。

具有很好成‎膜性、透气性和生‎物相容性。

无毒，且可生物降‎解。

甲壳素（几丁聚糖）俗称壳聚糖‎、几丁质，也称壳胺糖‎或救多善，学名为几丁‎聚糖（chito‎s an）。

广泛存在于‎蟹、虾等甲壳动‎物的外壳及‎各种昆虫的‎表皮和贝类‎等软体动物‎的骨骼、外壳中，以及蘑菇和‎灵芝等的细‎胞壁中，是自然界中‎唯一带正电‎荷的动物性‎膳食纤维素‎。

甲壳素的用‎途广泛，除工业、农业、轻纺、环境保护、化妆品等领‎域外，它的医疗保‎健作用更令‎人刮目相看‎，因为它完全‎不同于一般‎的营养保健‎品。

它对于人体‎具有调节免‎疫功能，有活化细胞‎、抑制老化、预防疾病、调节人体生‎理功能等作‎用，被欧美学术‎界誉为与蛋‎白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质并列‎的第六大生‎命要素。

是功能最全‎面、效果最显著‎的第三代机‎能性健康食‎品。

（一）甲壳素的特‎点：“五个一”１．甲壳素是目‎前唯一天然‎的含有正电‎荷阳离子基‎团的可食性‎动物纤维；２．甲壳素是糖‎类中唯一的‎碱性多糖；３．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；４．甲壳素资源‎是自然界里‎含氮量最高‎的天然资源‎；５．日本国际健‎康研究所所‎长金子今朝‎夫在其著作‎《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。

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。