第四节甲壳素、壳聚糖、壳寡糖和氨糖四者的关系

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。

多年来，生活环境的恶化，也引起了有关部门的重视。

在我国限抗或禁抗已提到国家的议事日程上来了。

人们渴望的青山绿水，肥沃的土地，就会到来。

（2）甲壳素的分布大致有【3】
①节肢动物，主要包括甲壳纲（如虾、蟹等含甲壳素20%～30%，高的达58%～85%）;其次是昆虫纲（如蝗、蝶、蚊、蝇、蚕、蛹壳等中，甲壳素含量为20%～60%）;多足纲（如马陆、蜈蚣等）;蛛形纲（如蜘蛛、蝎、蜱、螨等）甲壳素含量有的达4%～22%。

②软体动物，主要包括双神经刚（如石蟞）；腹足纲（如鲍蜗牛等）；掘足纲（如角贝）；瓣鳃纲（如蚶、牡蛎）；头足纲（如乌贼、
鹦鹉等），甲壳素含量3：～26%。

③环节动物，包括原环虫纲（如角蜗虫）；毛足纲（如沙蚕、蚯蚓）和蛭纲（如蚂蟥）三钢，有的含甲壳素极少，高的含有20%～38%。

④原生动物，简称原虫，也叫单细胞动物，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、海蜇、霞水母等）和珊瑚虫纲等，一般含甲壳素很少，但有的可达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Olmycetes 和 Trichomycetes不含甲壳素。

⑧动物的关节、蹄、足的坚硬部分，以及动物肌肉与骨结合处均有甲壳素存在。

在我国，甲壳素的制备一般是从虾壳和蟹壳中提取的，也有从节肢动物及其它类中提取的。

2、壳聚糖（Chitosan）
甲壳素脱乙酰基制备壳聚糖，其分子量在50-100万。

结构式为
壳聚糖是自然界中唯一的动物性纤维，也是自然界唯一带正电荷的碱性多糖。

由于壳聚糖的分子量大，不溶于水，所以很难被人及动物十二指肠吸收，但有一部分可以被利用。

壳聚糖因在胃肠道中是多聚阳离子，可结合酸性分子，例如胆酸，这可能是壳聚糖降低胆固醇的分子学基础。

壳聚糖还可以和脂肪结合，进而阻断了脂肪的吸收，从而达到减肥的目的。

壳聚糖能吸收氨和脲，也许这是壳聚糖也有作
用的依据，壳聚糖同时含有羟基和氨基，因此，可能与金属螯合，排除重金属。

3、壳寡糖（Chitosan oligosaccharide简称 COS）
壳寡糖是壳聚糖的降解产物，它是由2～20个氨基葡萄糖，通过ß—1,4—糖苷键链接而成的寡聚糖，分子量在3000Da以下，其中新食品原料公告要求，食品级壳寡糖聚合度2～10的含量大于80%，其分子量在2000 Da以下，具有水溶性好、安全无毒、无副作用、易吸收等优点，在保健品、营养剂、食品添加剂、植物生长调节剂及饲料添加剂等方面具有良好的应用价值。

壳寡糖具有抑菌、抗肿瘤、抗炎，调血糖、调血压、降血脂、降胆固醇，活化肠道菌群，增强免疫等多种生理功能。

壳寡糖已在日本、韩国、美国、加拿大等国家应用于日常食品、保健品中多年。

1991年日本厚生省允许69种食品可称为“特定保健用食品”，其中卡尼斯太（KANISTER）的主要成分是壳寡糖。

韩国也于1996年批准壳寡糖为功能性保健食品。

目前，壳寡糖在我国正处于快速发展阶段。

特别是自2014年4月16日，壳寡糖被国家卫生计生委批准为新食品原料以后，壳寡糖生产厂家日益增多，壳寡糖的应用也越来越广泛。

壳寡糖功能的多样性，主要是其结构中带有氨基。

（1）壳寡糖的结构式
水溶性的增强是影响壳寡糖一些生理活性至关重要的因素，只有溶于水，才有可能被生物体吸收和利用，表现出生理活性。

根据国内外的文献报道，壳寡糖主要被小肠吸收，而其吸收的方式是以被动扩散的方式通过小肠上皮细胞的间隙进入体内，从而到达身体的各个部
位，发挥其生理功能。

壳寡糖服用后很快进入血液，并且血液中检测壳寡糖的量在1小时内即可达到最高值。

壳寡糖进入体内后迅速进入各个器官中，其中在肝脏中的浓度较其它组织中要高。

在肾脏、脾脏、肺、淋巴等器官中也都发现有壳寡糖的分布，这也是壳寡糖在机体中产生诸多生理活性的基本前提。

但壳寡糖不具有一些高分子化合物的性质，如成膜性、形成高黏度溶液等。

（2）壳寡糖的降解法有：
①氧化降解法
②超声波法
③光降解法
④加热法
⑤γ射线法
⑥生物降解法
生物降解法是指利用生物酶降解壳聚糖制备壳寡糖的方法。

现在国内用专一性酶制备壳寡糖的较多，而分离提取单体壳寡糖，目前只能在实验室完成，医药级壳寡糖有可能更有针对性治疗某些慢性病，对肿瘤有所突破。

2014年4月4日，中国生物技术网上发表了一篇文章，题目是《蘑菇中发现能预防宫颈癌的物质》，这种物质就是活性己糖相关化合物。

活性己糖相关化合物的作用，相当于一种免疫疗法，一种利用身体的免疫系统增加了自然杀伤细胞、树突细胞和细胞因子的数量和活力，使身体有效地应对感染，阻止肿瘤的增殖。

Smith博士说：“活性己糖相关化合物是一种普通的耐受良好的营养补充剂，已在日本应用多年，我非常兴奋，总算找到了一种营养的治疗人乳头瘤病毒感染的方法”。

甲壳素及其降解产物在人们生活的各个领域都有应用，它必将对人类的健康起到推进作用。

4、氨糖
氨糖分子式为C6H13O5N,其结构式为：
氨糖全称为D-氨基葡萄糖，简称氨糖，又名葡萄糖胺，是从蟹壳虾壳中萃取而得到的一种天然的氨基单糖。

从结构上我们可以看出，它是葡萄糖的一个羟基被一个氨基取代的化合物。

氨糖是形成软骨细胞的重要营养素之一，也是软骨基质和关节液的基本成分，因此氨糖可以保护并修复被磨损的关节软骨，并能够促进生成新的关节软骨和滑膜，从而恢复关节部位正常的生理功能。

为便于记忆我们将氨糖的功能总结为五个字即“修、补、促、固、防”：修复损伤的关节软骨；补充关节滑液；促进滑膜再生；固住钙、矿物质以防流失；防治骨质疏松。

氨糖复合物在治疗骨关节病中，疗效显著，因此被称为“关节软黄金”。