甲壳素／壳聚糖的特性及其应用
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甲壳素／壳聚糖的特性及其应用
甲壳素是从甲壳类动物,虫和其它无脊椎动物外壳提的多糖类高分子物质,学名口(1,4)一2一乙酰氨基一D一萄糖,其化学结构与纤维素常相似,因而被称为动物纤素甲壳类的虾壳中台有～25的甲壳素,蟹壳中有15～18的甲壳素.海中的甲壳素主要被微生物作而分解,参与生态体系重要碳和氟源循环.甲壳素不容水,酸,碱厦有机溶剂,在应上受到很大限制.壳聚糖是壳素的脱乙酰化衍生物.学为口一(1.4)一2一氨基一D葡萄糖.壳聚糖是少有的天聚阳离子,其氨基可以被酸子化而溶解于无机或有机的酸中,因而其应用范固大为加.研究发现甲壳素\壳聚糖资源广泛且安全无毒,具有多理亿及生物学特性在食,医药,化妆品,环保,轻纺,业等多个领域有广泛的应用一塑前景,现已避渐成为水产品精深加I的一太热点.笔者就甲壳素\壳聚糖的理化,生物学特性厦其应用?睛况作一介绍.1亲水性固分子中舍有一NH和一OH等极性基田,壳聚糖为亲水性阳离子泉台物,有很强的吸湿性.壳ji乏糖的吸涅性,仅次于甘油,比聚乙=醇,山梨醇等还高甲壳素的吸水性比纤维素好,吸水?洼和甲壳幸表面活性降低比纤维素小.利用甲壳素/壳聚糖的亲水性,添加在食品中可有教地控制水分,达到变稠,胶凝,稳定乳液等作用,起到保水荆,增稠荆,稳定荆的效果.这一特性已应用于化妆品的生产上.青岛海洋大学已利用壳聚糖为原料开发出系列化妆,护发阁品”海洋丽资”,并成功地投放市场取得7较好的放益2成膜性与抗菌性壳聚搪及其降解产解(低甲壳素/I/’...:特性及聚壳聚糖)可溶于稀酸中成拈稠的胶液,具有很好的成膜性能目前已开发成功7渗析膜,超滤膜,反渗透膜渗透气膜,运载膜等多种分离膜.有报道0认为壳聚糖厦轻度水解的壳聚糖,o.2左右就能抑制多种细菌的生长,邵健等”证实低泉壳聚糖亦有抗茵活性.利用这些特性可以开发多种食品的保鲜荆.日本已利用壳聚糖开发出7米饭保鲜粉末.我国学者在水果保鲜剂,晦类保鲜剂,鱼类保鲜荆等的研究方面也取得r突破性成果3吸附性在甲壳素/壳聚糖的各种特性中,吸附性能是最令人感兴趣的特性之一.它可以吸附金属离子,染料,蛋白质等,用于金属富集,回收,分离度污水处理等.壳泉糖对于Cu,Pb计,Zn抖,Cd}+,Hg抖,Ag,Au等金属离子有很强的吸附作用,能有效地从工业废水中将它们吸附出来,达到在处理废水的同时目牧贵重金属的目的.应用壳聚檐从工业废水中日收铜己达到工业化水平,目前正在进行壳聚糖从海水中提取铀的研完.壳聚糖能有效地处理食品工业废水,沉淀废水中的悬浮物,回收蛋白质等.壳聚糖用作液体处理荆,主要壳聚糖的i其应用李志军李八方(青岛海洋大学266003)是利用其氰基的碱性及其天然聚阳离子的絮凝作用,起絮凝剂效果.壳聚耱对于活性污泥有艰强的絮凝性,而且毒性低,能被生物降解.此外.在果汁生产中能起到脱酸及澄清作用4生物相容性甲壳帝/壳聚糖与生物组织有很好的亲和性,而且无毒,易生物降解,是性能优良的医用禹分子材料,已被制成烧伤,创伤生物敷料(人遣皮肤)和托被机休分解的外科手术缝合缆等高科技医用生物材料.5生物降解性甲壳素/壳聚糖可被体内的酶如甲壳素酶和溶茵酶等水解成相应的寡耱和单糖,故甲壳素/壳聚耱为体内可降解的物质.它们具有多种良好的生物功能.近年以甲壳素/壳聚耱为材料开发的药物缓释胶囊即是利用的这一特-l生.甲壳素/壳聚耱还能被土壤及水中的微生物所分解,能改良土壤状况,增加农作物产量.日本利用天然存在的壳聚耱和纤雉常为基本组分,添加淀粉已制得宽1.2米的生物降解塑料片材.谊材料可被土壤和海水中的微生物降解,以此为材料可以开发出具有绿色环保功能的各种容器和包装材料.6生物学活性甲壳聚/壳聚耱是一种可在体内降解且安全无毒性的可食性动物纤雉,它们在与植物性食品,牛奶,鸡蛋等一起食用时可被吸收,植物和腑内细菌中舍有卵磷腊等也可作用于甲壳素/壳聚糖.将其分解为低分子物质(寡聚耱)而被吸收.壳聚糖分子中台有的氨基,具有碱性,在胃液中,壳聚耱与胃酸反应生成盐类.进入腑道后可使肠内pH值向碱性偏秽.甲壳素的生物学活性由壳聚耱来实现.当壳聚糖被分解成舍有六个葡萄糖胺残基的低聚耱时其生理活性最佳.甲壳素/壳聚耱具有多种生物学活性,主要表现在以下几个方面]6.1三调作用6.1.1免疫调节增强免疫力,抑制肿瘤细胞的生长和转移,减少抗癌百度文库物的毒性,减轻痛苦.6.1.2调节pH值食用甲壳案/壳聚耱后,腑道内pH值能向碱性偏移0.5个单桩,可以改善酸性体质6.1.3调节荷尔蒙及内分泌系统,有延缓表老作用.6.2三排作用6.2.1排除体内重金属离子,减少重金属中毒机率.6.2.2排除体内如农药,化学毒物,体内自由基等有毒物质.6.2.3排除体内多余胆固醇.对防止动脉硬化,脑血管疾病有积极作用.6,3三降作用6.3.1降血压已经证明氟离子是引发原发性高血压的元凶,甲壳素/壳聚耱可与氟离子结合而其排出体外,减少体内氟离子.适量摄入甲壳素/壳聚糖,刑生物体内的转换酶无活性,血管紧张素I减少,血压l不再升高.6.3.2降血糖人体内pH值每下降0.1,胰岛素的敏感度使降-l&30,使人体呈高血耱状态.甲壳素/壳聚糖可升高pH值至弱碱性.提高胰岛素的利用率,起到降血耱作用.6.3.3降血脂甲壳素/壳泉耱在体内可与相当于它们重量许;倍的脂类物质,如甘油三酯,脂肪酸,胆汁酸,胆固醇等化舍物生成络合物,这些络合物不能被消化吸收,因而被直接排出休外.同时,还能升高休内的HDL,降低LDL.根据这一特性,可开发具有降血脂及减肥功能的保健食品.此外低分子量的甲壳素/壳聚耱有爽口的甜味,但又不产生热量,不增加煦岛素水平,能促进腑道有益茵的增殖.改善腑道微生态环境,井有预防龋齿等功效.甲壳素/壳聚糖已成为一种新型功能性低聚糖随着近年来对甲壳素/壳聚耱研究的不断深入.对其理化及生物学特性的认识也越来越全面.已开发和正在开发的新产品和新应用,也将层出不穷.甲壳素/壳聚糖将在人类的生活中起到更大的作用.参考文献1+姜招峰,美美君.甲壳质应用基础.中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集.1997,(上)212.刘万顺,陈西广.贺军等.甲壳质的药用价值及研究进展.同上,1997,(上)53.MasatoI,YasushiU.JP8783877(1987)4.耶健.扬宗民,姚成.低聚氨基葡萄糖的吸湿,保温和抑茵作用.中国海洋药物,20o0,45.李鹏程,宋全明.甲壳青/壳聚耱及英衍生轴的应用,中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集,1997,(上)646.姚康德,尹玉姬.成国祥等.壳聚糖基聚合物的生物医学研完进展.同上1997,(上)17.董炎明,阮永缸,丘蔚碧等.甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品工业中的应用,食品科技,2000,58.田德祥.甲壳素与健康.中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集,1997,(上)21旦■
甲壳素是从甲壳类动物,虫和其它无脊椎动物外壳提的多糖类高分子物质,学名口(1,4)一2一乙酰氨基一D一萄糖,其化学结构与纤维素常相似,因而被称为动物纤素甲壳类的虾壳中台有～25的甲壳素,蟹壳中有15～18的甲壳素.海中的甲壳素主要被微生物作而分解,参与生态体系重要碳和氟源循环.甲壳素不容水,酸,碱厦有机溶剂,在应上受到很大限制.壳聚糖是壳素的脱乙酰化衍生物.学为口一(1.4)一2一氨基一D葡萄糖.壳聚糖是少有的天聚阳离子,其氨基可以被酸子化而溶解于无机或有机的酸中,因而其应用范固大为加.研究发现甲壳素\壳聚糖资源广泛且安全无毒,具有多理亿及生物学特性在食,医药,化妆品,环保,轻纺,业等多个领域有广泛的应用一塑前景,现已避渐成为水产品精深加I的一太热点.笔者就甲壳素\壳聚糖的理化,生物学特性厦其应用?睛况作一介绍.1亲水性固分子中舍有一NH和一OH等极性基田,壳聚糖为亲水性阳离子泉台物,有很强的吸湿性.壳ji乏糖的吸涅性,仅次于甘油,比聚乙=醇,山梨醇等还高甲壳素的吸水性比纤维素好,吸水?洼和甲壳幸表面活性降低比纤维素小.利用甲壳素/壳聚糖的亲水性,添加在食品中可有教地控制水分,达到变稠,胶凝,稳定乳液等作用,起到保水荆,增稠荆,稳定荆的效果.这一特性已应用于化妆品的生产上.青岛海洋大学已利用壳聚糖为原料开发出系列化妆,护发阁品”海洋丽资”,并成功地投放市场取得7较好的放益2成膜性与抗菌性壳聚搪及其降解产解(低甲壳素/I/’...:特性及聚壳聚糖)可溶于稀酸中成拈稠的胶液,具有很好的成膜性能目前已开发成功7渗析膜,超滤膜,反渗透膜渗透气膜,运载膜等多种分离膜.有报道0认为壳聚糖厦轻度水解的壳聚糖,o.2左右就能抑制多种细菌的生长,邵健等”证实低泉壳聚糖亦有抗茵活性.利用这些特性可以开发多种食品的保鲜荆.日本已利用壳聚糖开发出7米饭保鲜粉末.我国学者在水果保鲜剂,晦类保鲜剂,鱼类保鲜荆等的研究方面也取得r突破性成果3吸附性在甲壳素/壳聚糖的各种特性中,吸附性能是最令人感兴趣的特性之一.它可以吸附金属离子,染料,蛋白质等,用于金属富集,回收,分离度污水处理等.壳泉糖对于Cu,Pb计,Zn抖,Cd}+,Hg抖,Ag,Au等金属离子有很强的吸附作用,能有效地从工业废水中将它们吸附出来,达到在处理废水的同时目牧贵重金属的目的.应用壳聚檐从工业废水中日收铜己达到工业化水平,目前正在进行壳聚糖从海水中提取铀的研完.壳聚糖能有效地处理食品工业废水,沉淀废水中的悬浮物,回收蛋白质等.壳聚糖用作液体处理荆,主要壳聚糖的i其应用李志军李八方(青岛海洋大学266003)是利用其氰基的碱性及其天然聚阳离子的絮凝作用,起絮凝剂效果.壳聚耱对于活性污泥有艰强的絮凝性,而且毒性低,能被生物降解.此外.在果汁生产中能起到脱酸及澄清作用4生物相容性甲壳帝/壳聚糖与生物组织有很好的亲和性,而且无毒,易生物降解,是性能优良的医用禹分子材料,已被制成烧伤,创伤生物敷料(人遣皮肤)和托被机休分解的外科手术缝合缆等高科技医用生物材料.5生物降解性甲壳素/壳聚糖可被体内的酶如甲壳素酶和溶茵酶等水解成相应的寡耱和单糖,故甲壳素/壳聚耱为体内可降解的物质.它们具有多种良好的生物功能.近年以甲壳素/壳聚耱为材料开发的药物缓释胶囊即是利用的这一特-l生.甲壳素/壳聚耱还能被土壤及水中的微生物所分解,能改良土壤状况,增加农作物产量.日本利用天然存在的壳聚耱和纤雉常为基本组分,添加淀粉已制得宽1.2米的生物降解塑料片材.谊材料可被土壤和海水中的微生物降解,以此为材料可以开发出具有绿色环保功能的各种容器和包装材料.6生物学活性甲壳聚/壳聚耱是一种可在体内降解且安全无毒性的可食性动物纤雉,它们在与植物性食品,牛奶,鸡蛋等一起食用时可被吸收,植物和腑内细菌中舍有卵磷腊等也可作用于甲壳素/壳聚糖.将其分解为低分子物质(寡聚耱)而被吸收.壳聚糖分子中台有的氨基,具有碱性,在胃液中,壳聚耱与胃酸反应生成盐类.进入腑道后可使肠内pH值向碱性偏秽.甲壳素的生物学活性由壳聚耱来实现.当壳聚糖被分解成舍有六个葡萄糖胺残基的低聚耱时其生理活性最佳.甲壳素/壳聚耱具有多种生物学活性,主要表现在以下几个方面]6.1三调作用6.1.1免疫调节增强免疫力,抑制肿瘤细胞的生长和转移,减少抗癌百度文库物的毒性,减轻痛苦.6.1.2调节pH值食用甲壳案/壳聚耱后,腑道内pH值能向碱性偏移0.5个单桩,可以改善酸性体质6.1.3调节荷尔蒙及内分泌系统,有延缓表老作用.6.2三排作用6.2.1排除体内重金属离子,减少重金属中毒机率.6.2.2排除体内如农药,化学毒物,体内自由基等有毒物质.6.2.3排除体内多余胆固醇.对防止动脉硬化,脑血管疾病有积极作用.6,3三降作用6.3.1降血压已经证明氟离子是引发原发性高血压的元凶,甲壳素/壳聚耱可与氟离子结合而其排出体外,减少体内氟离子.适量摄入甲壳素/壳聚糖,刑生物体内的转换酶无活性,血管紧张素I减少,血压l不再升高.6.3.2降血糖人体内pH值每下降0.1,胰岛素的敏感度使降-l&30,使人体呈高血耱状态.甲壳素/壳聚糖可升高pH值至弱碱性.提高胰岛素的利用率,起到降血耱作用.6.3.3降血脂甲壳素/壳泉耱在体内可与相当于它们重量许;倍的脂类物质,如甘油三酯,脂肪酸,胆汁酸,胆固醇等化舍物生成络合物,这些络合物不能被消化吸收,因而被直接排出休外.同时,还能升高休内的HDL,降低LDL.根据这一特性,可开发具有降血脂及减肥功能的保健食品.此外低分子量的甲壳素/壳聚耱有爽口的甜味,但又不产生热量,不增加煦岛素水平,能促进腑道有益茵的增殖.改善腑道微生态环境,井有预防龋齿等功效.甲壳素/壳聚糖已成为一种新型功能性低聚糖随着近年来对甲壳素/壳聚耱研究的不断深入.对其理化及生物学特性的认识也越来越全面.已开发和正在开发的新产品和新应用,也将层出不穷.甲壳素/壳聚糖将在人类的生活中起到更大的作用.参考文献1+姜招峰,美美君.甲壳质应用基础.中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集.1997,(上)212.刘万顺,陈西广.贺军等.甲壳质的药用价值及研究进展.同上,1997,(上)53.MasatoI,YasushiU.JP8783877(1987)4.耶健.扬宗民,姚成.低聚氨基葡萄糖的吸湿,保温和抑茵作用.中国海洋药物,20o0,45.李鹏程,宋全明.甲壳青/壳聚耱及英衍生轴的应用,中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集,1997,(上)646.姚康德,尹玉姬.成国祥等.壳聚糖基聚合物的生物医学研完进展.同上1997,(上)17.董炎明,阮永缸,丘蔚碧等.甲壳素/壳聚糖及其衍生物在食品工业中的应用,食品科技,2000,58.田德祥.甲壳素与健康.中国甲壳质资源研究开发应用学术研讨会论文集,1997,(上)21旦■