甲壳素壳聚糖生物学活性及应用

甲壳素/壳聚糖生物学活性及应用

4.1 甲壳素/壳聚糖的生物学活性

4.1.1 调节脂类代谢

甲壳素、壳聚糖有脂粘连性的特殊功能，可降低动物血脂、胆固醇、甘油三脂含量，也可降低动物产品如鸡蛋中的胆固醇含量。

X加罗等（1996）试验表明，大鼠摄入一定剂量的壳聚糖能有效抑制血清总胆固醇升高（P＜0.01），但能使高度密度脂蛋白胆固醇（HCL-C）升高（P＜0.01）；同时表明壳聚糖降低血清总胆固醇（TC）效应可能主要表现在降低密度脂蛋白（LDL-C）和极低密度脂蛋白胆固醇（VLDL-C）上，而对HDL-C有升高用。另外，壳聚糖对食欲及体重影响不大，对脏器无明显的损害作用。甲壳素、壳聚糖之所以具有此项功能大多数人认为是由于此类物质成分中的葡萄糖胺连带由4个铵离子，它具有较高的阴离子交换能力，与胆汁酸有很好的结合能力，可阻止胆肝汁酸的循环，降低脂肪的吸收，增加粪中脂肪的排出量。另外甲壳素、壳聚糖也能与脂类化合物络合，形成不易被胃酸水解和消化系统吸收的络合物，降低机体对脂肪类物质的吸收。

4.1.2 抗微生物活性

壳聚糖有较强的抑菌、杀菌能力。脱乙酰化度为30％和70％的甲壳素（DAC-30及DAC-70）能提高宿主抗Sendai病毒及大肠杆菌感染的能力，提高静脉注射甲壳素的水有产物N-乙酰氨基葡萄糖六聚体（NACOS-6），对绿脓杆菌感染的大鼠有较强的保护作用。Mnzzarelir（1987）对N-羧丁基壳聚糖的抗微生物活性作了研究，试验表明，浓度为4mg.ml-1、PH5.4-6.8的N-羧丁基壳聚糖-3，6-二硫酸酯对体外培养的金黄色葡萄球菌，链球菌、奇异变形菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、肺炎杆菌和柠檬酸细菌有抑制作用（韩新燕等，2000）。壳聚糖抗微生物的可能机理是此类物质的分子

中所带的正电荷及其聚合分子结构可与病原菌表面的鞭毛及套膜吸附凝集，抑制病原菌繁殖，改进小肠代谢功能。

4.1.3 增强免疫、抗肿瘤活性

雷朝亮等（1997）往小鼠腹腔注射2％甲壳素水溶液5、10、20ml，结果发现甲壳素可增加小鼠腹腔巨噬细胞及NK细胞的活性，对细胞免疫及体液免疫均有增强的作用。

Nichunura等（1996）向小鼠腹腔注射经醋酸处理的壳聚糖结果发现该物质可刺激小鼠产生白介素及增强体内巨噬细胞的活性，并且发现壳聚糖的分解产物－氨基葡萄糖也能活化NK、LAK细胞。

另外壳聚糖降解产生的六聚体产物（COS－6）有较强的抗肿瘤活性。实验证明DAC－70及二羟丙基壳聚糖（DHP－Chitosan）等对BALB/C雄性小鼠的Meth-A肉瘤有较强抑制活性，还可抑制Meth-A内瘤转移。

国内外也有报道水溶性壳聚糖能抑制小鼠SP1-80腹小癌的生长。

马小珍（2001）报道了甲壳素、壳聚糖可增强免疫和抗肿瘤功能的机理可能是：（1）壳聚糖为阳性趋化剂，吸附单核细胞从血管中游出，聚集在组织中，形成巨噬细胞；

（2）壳聚糖可吸附H+，从而带有大量的-NH+3，使其亲和性增强，可以活化巨噬细胞，使其亲和性增强3倍，并能提高NK细胞活性4.5倍，增加胞内生物和杀伤癌细胞的能力，起到杀伤癌细胞的作用；

（3）还可活化T细胞，促使其释放出各种淋巴因子；

（4）壳聚糖表面的阳电荷与肿癌表面阴电荷中和，直接抑制癌细胞的活性。

4.1.4调节PH值

甲壳素、壳聚糖可吸附H+，也可结合相当数量的酸性物质，可抑制、中和胃酸分泌，保护胃粘膜。甲壳素、壳聚糖对H+的吸附，使体液PH倾向碱性，对改善机体内环境有益。

4.1.5 抗凝血作用和促进组织修复

壳聚糖的硫酸酯与肝素在化学结构上极相似，一般体外具有15％－45％的肝素活性。其抗凝血效果与脱乙酰化度、硫酸酯化度等因素有关。壳聚糖植入家兔前肢缺损实验证实骨细胞可在壳聚糖支架上爬行替代、生长良好。

4.1.6 其它活性

甲壳素、壳聚糖有絮凝作用，在果蔬饮料的澄清及废水处理中得到应用，甲壳素、壳聚糖在制膜、固定酶等方面也得到广泛的开发及应用。

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4.2 甲壳素/壳聚糖作为机能性健康食品的功效

甲壳素、壳聚糖是食物纤维素但不易被消化吸收。若和蔬菜、植物性食品、牛奶和鸡蛋一起食用则可以被吸收。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、鸡蛋中含有的卵磷脂等共同作用下可将甲壳素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。

经过近20年的研究，1991年，美国、欧洲的医学界大学和营养食品研究机构将甲壳素、壳聚糖称为继蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物质之后的人体健康所必须的第六大生命要素。

甲壳素、壳聚糖作为机能性健康食品，它完全不同于一般营养保健品，对人体具有强化免疫，抑制老化，预防疾病，促进疾病痊愈和调节生理机能等五大功能。

4.2.1 强化免疫功能，对癌症有抑制作用

日本爱媛大学医学部的奥田教授为了证实甲壳素、壳聚糖的抑制癌症作用，从C3H/Hei白鼠的脾脏采取淋巴球，观察甲壳素的存在是否增加杀死YAC-1癌细胞的能力。实验用癌细胞预先注入放射性镉，癌细胞若受破坏，可由测定流出在细胞外的放射性的量而判定。结果确认甲壳素在64ug/ml的浓度就能增加淋巴球(NK)杀死癌细胞的作用。同时，还观察到甲壳素的降解产物葡萄糖胺使体液PH发生变化，激活淋巴细胞攻击癌细胞。另外，这些降解产物还能与存在于血管壁表面的癌细胞转移载体结合，从而抑制了癌细胞的转移。

我国科学家研究表明，甲壳素有抑制癌细胞毒素的作用。癌细胞增殖时能释放出毒素，此毒素能破坏血清中的铁质，造成贫血；分解脂肪，兴奋满中枢，失去食欲，使人体消瘦。而服用甲壳素可出现食欲。这是因为它对癌细胞毒素有抑制作用。

1996年9月联合大学应用文理学院保健品功能检测中心研究表明，甲壳素具有增强单核巨噬细胞和NK细胞活性功能，对细胞免疫和体液免疫功能均有增强作用。

4.2.2 具有排除有毒、有害物质于体外的作用

研究表明，甲壳素、壳聚糖具有与植物纤维相似的结构与功能。如保水、膨润、扩散、吸附、难于消化吸收等，因而它具有促进消化道蠕动，增加排便容积，缩短肠内物质的通过时间，降低腹压及肠压，吸附有毒物质（如农药、化学色素、放射线等）和重金属离子并排出体外，从而减低食物中有害物质吸收的功能。同时能排除多余有害胆固醇，防止动脉硬化。胆汁酸是肝脏内由胆固醇所生成消化液中的一个重要成份，在胆囊中有一定贮量，甲壳素能很好地与胆汁酸结合，并将其排出体外，人体为了保持胆囊中有一定量的胆汁酸贮备，就必须在肝脏中将胆固醇转化或