甲壳素壳聚糖

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1、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（Br aconno）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

2、壳质的脱乙酰基衍生物（Chitosan deri vatives ）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

3、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。

4、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：B- (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

5、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-B-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

6、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B1, 4糖 甙链连接而成的聚合物。几丁质的基本单位

7、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

8、 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

9、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； 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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、血液循环恶化，引发动脉硬化等疾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

16、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 血管紧张素丨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。 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

17、Cl¯ Cl¯ ACE激活 f ACE激活 f ACE激活J J J血管紧张素源兴奋一f血管紧张素丨兴奋一f血 管紧张素II兴奋f入血2）降血脂同时降血压：甲壳质降低血脂，多量的胆固 醇由周围组织运回肝脏，中小动脉内膜沉着的胆固醇数量 减少，血管内壁弹性转佳，促使血压下降。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¯CI¯ 一ACE 激活f ACE 激活一 ACE激活J J J血管紧张素源兴奋一f血管紧张素 丨兴奋一f血

18、管紧张素II兴奋f入血2）降血脂同时降 血压：降低血脂，多量的胆固醇由周围组织运回肝脏，中 小动脉内膜沉着的胆固醇数量减少，血管内壁弹性转佳， 促使血压下降。3、降血糖的作用 糖尿病是由于胰岛素分泌绝 对或相对不足，以及靶细胞对胰岛素敏感性降低造成糖、 蛋白质和脂类代谢障碍，继而发生水、电解质代谢紊乱和 酮体酸中毒。它是以高血糖为主要特征的内分泌代谢性疾1）促进胰岛素的分泌：胰腺具有双重功能，即分泌消 化液和胰岛素，胰岛素是一种激素，主要调节人体的糖代 谢。甲壳质通过协调脏器功能促进内分泌，实现对胰腺功 能的调节。首先是刺激迷走神经，兴奋大脑皮层的饥饿中 枢和血管运动中枢，然后使胰腺的血管扩张

19、，增加血液循 环量，胰岛素的分泌量增加。改善胰腺的功能，活化胰岛 细胞，促进B细胞分泌胰岛素。2）强化胰岛素的活性：实验证明胰岛素的活性与体液 的 PH 值（酸碱度）密切相关。胰岛素在酸性环境中是没有 功能的，只有体液 PH 值 7.4 时发挥作用最好。 PH 值每降 低 0.1，胰岛素活性下降 30%，糖代谢障碍，代谢不全，中 间产物增加，体内有多量的二氧化碳堆积，体液环境偏酸 性。）“八佰壹电粉甲壳质”能够提升 PH 值 0.5 个单位，从而 使胰岛素的活性可明显改善。3）提高胰岛素受体的敏感性：文献表明肥胖人的胰岛 素受体敏感性下降。“八佰壹电粉甲壳质”降血脂后有良好的 减肥作用，从而提

20、高改善胰岛素受体的状况。4）控制餐后高血糖：甲壳质吸收胃内的水分呈凝胶状 与胃内物混合，体积膨胀，扩容效应使胃的排空时间延 长，餐后血糖峰值下降时限拖后。总的作用总结概述如下 促进胰岛P细胞分泌胰岛素; 增强胰岛素的活性； 减缓餐后高血糖； 维护肝脏机能，保证糖原储备； 减缓预防糖尿病的并发症。降低胆固醇胆固醇是体内不可缺少的物质。除作为细胞膜的成分外，在体内可转化胆汁酸、类固醇激素和维生素D。胆固醇代谢正常对机体是有益的。但是胆固醇过多，积蓄在血管壁上，血管腔变窄，血流通过受阻。心肌缺血缺氧发生心绞痛。高胆固醇血粘稠易发生血栓，部分心肌坏死、心肌 梗死。脑血栓可发生脑梗塞。几丁聚糖可以降低胆

21、固醇其机制为：1妨碍胆固醇在体内吸收食物中的胆固醇进入体内后，需经酶的作用变成胆固 醇酯才能在肠道吸收，这一过程需要胆汁酸参与。胆汁酸 是表面活性物质，它对脂类有乳化作用。几丁聚糖很容易 和胆汁酸结合并全部排出体外，由于胆固醇周围的胆汁酸 消失，这种酶就无法将胆固醇转变成容易被肠管吸收的胆 固醇酯。2妨碍脂肪的吸收 因为几丁聚糖是带正电荷的阳离 子化合物，所以在体内它聚集在带负电的脂滴周围，形成 屏障而妨碍吸收，同时它还可以和胆汁酸结合影响脂类乳 化使其吸收减少。3促进胆固醇转化胆固醇在肝脏内转化为胆汁酸，胆汁酸是消化液中的 重要成分，在胆囊中有一定储量，胆汁酸通常在完成脂肪 的消化和吸收后，

22、由小肠再吸收回到肝脏，这就是胆汁酸 的“肠肝循环”。因为几丁聚糖容易和胆汁酸结合并全部排出 体外。那么，为了保持胆汁酸正常含量就必须在肝脏中将 胆固醇转化成胆汁酸，其结果是血液中的胆固醇含量必然 下降。抗肿瘤作用研究发现，肿瘤细脑表面比正常细胞表面具有更多的 阴电荷造成细胞表面电荷不平衡，于是使细胞之间粘附 力下降，组织迈破坏。带阳电荷的聚阳离子电解质能吸附 到肿瘤细胞的表面并使电荷中和，从而抑制了肿瘤细胞的 生长和转移。但是，除了肿瘤细胞表面带阴电荷外，正常血液 里的细胞尤其是红血球也带有较多的表面阴电荷。因此， 带阳电荷的聚电解质必须对肿瘤细胞具有选择性，换言 之，只有那些对肿瘤细胞表面有

23、选择性吸附和电中和的带 阳电荷聚电解质，才能成为特征的抗肿瘤剂。壳聚糖具有直接抑制肿瘤细胞的作用。在含有 癌细胞 的溶液中加入0.5mg/m 1壳聚糖溶液，24小时后癌细胞 全部死亡。这两种特定性代谢物：已-葡萄氨和已-乙醯葡萄氨 均是分子量约 1,000 的六体，确知是抗癌瘤的关键因素。日 本治疗癌应用几丁聚糖静脉注射药物，效果超过一般抗癌 药物达5倍之多，即获取来自几丁聚糖的水溶性衍生物 寡，它们是属于分子量约1,000的低分子量物质，科学界称 之为低分子免疫赋活剂！第三代几丁聚糖（甲壳素）就 属于最新的低分子免疫赋活剂。在使用安全性方面，以老 鼠为例，每公斤体重需服入 18公斤几丁聚糖方

24、可致死， 可见几丁聚糖（甲壳素）比食用砂糖更安全。 甲壳素不 能直接抑制癌细胞，而是通过活化免疫系统显示抑制癌细 胞的作用。因此，在上述癌细胞溶液中加入同样浓度的甲壳素， 24小时后癌细胞的存活率达 94%。这是体外试验的情况， 在体内试验，就可见到甲壳素发挥的作用。试验是在鼠的 腹腔内移植 个艾氏腹水癌细胞或肿瘤细胞，在移植癌细胞 或肿瘤细胞前的第 6、第 4 和第 2 的三天，投喂精制甲壳素 或卡介苗共观察 60 天。试验结果表明，每天按每干克体 重投喂 50mg 甲壳质。颜色与甲壳素（甲壳质）的关系几丁聚糖多由蟹壳等海鲜壳加工而成，以优质海蟹为 原料的几丁聚糖是纯白色的；另外，几丁聚糖加工工艺中 有需要除蛋白质，这是影响甲壳素纯度的一个重要指标， 蛋白质去除不尽，颜色会偏黄，而且残留的蛋白质可能导 致对海鲜过敏人群的过敏反应。服用指导甲壳素应在用餐前约半小时内服用，使其能分布在消 化道，等待食物的降临。服用时，应大量喝水，否则可能 造成肠道的阻塞，甚至有排便不顺的现象。服用甲壳素期 间，不要同时服用鱼油，否则两者的效果均会受影响。三 餐连续服用甲壳素者，不要超过两个月，否则会造成脂溶 性维生素缺乏，如果能适时补充综合维生素，则能得到改 善。五、甲壳质适宜人群：肠道疾病者； 便秘患者；高血脂 者。