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甲殼素(Chitin)於1811年由法國學者布拉克諾(Braconno)發現,1823年由歐吉爾從甲殼動物外殼中提取並命名。其外觀為淡米黃色至白色,性質溶於濃鹽酸、磷酸、硫酸等,不溶於鹼及其它有機溶劑,也不溶於水。甲殼素是唯一帶正電的陽性食物纖維。其在工業、醫療、美容等領域應用廣泛。

1 甲殼素 -簡介

甲殼素甲殼素

甲殼素,英語為Chitin,日語音譯為キチン質,化學名稱為聚N一乙醯葡萄糖胺,常被翻譯為幾丁質。甲殼素為真菌的細胞壁和節肢動物的外骨骼里的主要組成部分,其他動物也含有此物質。它是N-乙醯-D-胺基葡萄糖多糖體,一同用β-1,4模式。以它不可變的形式,甲殼素是半透明、易彎、有彈性和十分堅韌的。不過在節肢動物里它經常被更改,透過嵌入變硬的蛋白質基體里,形成大部份的外骨骼。通常昆蟲的外骨骼不會更換,但幼蟲或是蝦蟹類會換殼,因為甲殼素構成的外殼不會成長。

甲殼素存在於自然界中的低等植物菌類、藻類的細胞,甲殼動物蝦、蟹、昆蟲的外殼,高等植物的細胞壁等處,其量不低於豐富的纖維素,是除纖維素以外的又一大類重要多糖。據估計自然界中,甲殼素每年生物合成的量多達1000億噸。甲殼素是從蟹、蝦殼中應用遺傳基因工程提取的動物性高分子纖維素,被科學界譽之為「第六生命要素」,因此被歐美政府認定為機能性免疫物質。在靈芝、冬蟲夏草等植物中也含有微量「幾丁聚糖」,但含量只在2%-7%之間。甲殼素是宇宙中唯一帶正電的陽性食物纖維。

2 甲殼素 -化學結構

甲殼素甲殼素

甲殼素的化學結構和植物纖維素非常相似。都是六碳糖的多聚體,分子量都在100萬以上。纖維素的基本單位是葡萄糖,它是由300~2500個葡萄糖殘基通過al,4糖甙鏈連接而成的聚合物。甲殼素的基本單位是乙醯葡萄糖胺,它是由1000~3000個乙醯葡萄糖胺殘基通過p1,4糖甙鏈相互連接而成聚合物。而幾丁聚糖的基本單位是葡萄糖胺。  

分子量   

甲殼質是高分子量物質,其分子量可達100萬以上。分子量越高吸附能力越強,適合工業、環保領域應用。低分子量容易被人體吸收。分子量為7000左右的幾丁聚糖,大約含30個左右的葡萄糖胺殘基。   

脫乙醯基純度   

甲殼素經過脫乙醯基成為幾丁聚糖。甲殼素因為不溶於酸鹼也不溶於水而不能被身體利用。脫乙醯基后可增加其溶解性因此可被身體吸收。甲殼素脫乙醯基純度越高其品質越好。 

3 甲殼素 -性質特點

可被酶分解吸收   

甲殼素含有甲殼素的生物

甲殼素是食物纖維素,不易被消化吸收。若甲殼質和蔬菜、植物性食品、牛奶和雞蛋一起食用可以被吸收。在植物和腸內細菌中含有殼糖胺酶、去乙醯酶、體內存在的溶菌酶以及牛奶、雞蛋中含有卵磷脂等共同作用下可將甲殼素分解成低分子量的寡聚糖而被吸收。當分解到六分子葡萄糖胺時其生理活性最強。吸收部位主要在大腸。   

溶於酸性溶液 

甲殼素分子中含有氨基(一NH),具有鹼性,在胃酸的反應下可生成銨鹽,可使腸內PH值移向鹼性側,改善酸性體質。反應中生成帶正電荷的陽離子基團,這是自然界中唯一存在的帶正電荷可食性食物纖維。  

親和性強   

進入人體內甲殼素被分解成基本單位時就是人體內的成分,殼糖胺的基本單位是葡萄糖胺,葡萄糖胺是人體內存在的;而甲殼素的基本單位是乙醯葡萄糖胺,它是體內透明質酸的基本組成單位。因此,甲殼素對人體細胞有良好的親和性,不會產生排斥反應。  

吸附性強

溶解后的幾丁聚糖呈凝膠狀態,具有較強的吸附能力。因甲殼素分子中含有羥基、氨基等極性基團,吸濕性很強,可用做化妝品保濕劑。  

安全性高

甲殼素是天然纖維素(動物性食物纖維),沒有毒性和副作用,其安全性和砂糖近似。(砂糖致死量為18g/kg,而甲殼素為16g/kg)。  

4 甲殼素 -提取工藝

蟹殼中含有40%的蛋白質、30%的鈣、30%的甲殼素。提取甲殼素的工藝是:

首先用稀的氫氧化鈉液除去蛋白質,然後,用鹽酸除去鈣鹽,剩下的就是甲殼素。為了從這些甲殼素中除去乙醯基,用長時間的高溫,使之在濃的氫氧化鈉中發生反應,就可製成含有氨基的甲殼素(幾丁聚糖或殼聚糖)。經脫乙醯基成幾丁聚糖后它能溶於稀酸和體液中,可被人體所利用。   

5 甲殼素 -應用範圍

工業上

甲殼素可溶性甲殼素

可做紡織品防霉殺菌除臭劑,可以通過後處理附著於紡織品纖維上,是紡織品提高附加價值的方法之一,用於製造內衣褲、襪子、家用特殊功能紡織品、醫用手術衣布、傷口敷料、燒傷創面敷料或深加工為人造皮膚用於大面積燒傷的治療。也可應用於染料、紙張和水處理等。

醫藥上

甲殼素的產物作為堅韌和強的材料利於作為外科線。另外有一些不尋常的特性,甲殼素加速人體傷口癒合,甲殼素甚至成為一個單獨的傷口癒合劑。 在生醫材料上的相關應用研究非常多,其具有良好的生物相容性、無生物毒性、價格低廉、容易改質、機械強度較好等優點。

美容上

甲殼素對細胞無排斥力,具有修復細胞之功效,並能減緩過敏性肌膚,且日本研究證實甲殼素具有抗氧化的能力,能活化細胞,防止細胞老化,促進細胞新生帶。甲殼素中亦含有高效保濕成分,它的β葡聚糖也能有效使肌膚含水保濕。

6 甲殼素 -功能

降血脂
甲殼素甲殼素

甲殼素可通過幾個途徑產生驅脂作用。   

1、阻礙脂類的消化吸收:進入腸腔的脂類因難溶於水無法吸收,需經過膽汁酸的乳化作用,將脂肪變成很小的油滴,以此來擴大與胰脂酶的接觸面積利於脂肪的消化。肝臟生成的膽汁酸(帶負電荷)經膽道排入腸腔非常容易與聚集它周圍的甲殼質(帶正電荷)結合,形成屏障而妨礙吸收,同時由消化道排出體外。大量的膽汁酸被消耗,從而阻礙脂類的吸收,實現降低血脂。   

2、升高血液中高密度脂蛋白的含量:脂類與蛋白結合成脂蛋白,低密度脂蛋白則將膽固醇由肝臟運向周圍組織,誘發組織硬化;高密度脂蛋白將周圍組織的膽固醇運回肝臟。甲殼素降血脂,使血液中膽固醇含量下降,低密度脂蛋白數量也隨之下降,高密度脂蛋白數量上升有助於防止動脈硬化的產生。   

降血糖 

糖尿病是由於胰島素分泌絕對或相對不足,以及靶細胞對胰島素敏感性降低造成糖、蛋白質和脂類代謝障礙,繼而發生水、電解質代謝紊亂和酮體酸中毒。

甲殼素可促進胰島素的分泌。甲殼素通過協調臟器功能促進內分泌,實現對胰腺功能的調節。刺激迷走神經,興奮大腦皮層的飢餓中樞和血管運動中樞,使胰腺的血管擴張,增加血液循環量,胰島素的分泌量增加。改善胰腺的功能,活化胰島細胞,促進Β細胞分泌胰島素,降低血糖。   

降膽固醇

幾丁聚糖可以降低膽固醇,其機製為:   

1、妨礙膽固醇在體內吸收   

食物中的膽固醇進入體內后,需經酶的作用變成膽固醇酯才能在腸道吸收,這一過程需要膽汁酸參與。膽汁酸是表面活性物質,它對脂類有乳化作用。幾丁聚糖很容易和膽汁酸結合併全部排出體外,由於膽固醇周圍的膽汁酸消失,這種酶就無法將膽固醇轉變成容易被腸管吸收的膽固醇酯。   

2、妨礙脂肪的吸收
因為幾丁聚糖是帶正電荷的陽離子化合物,所以在體內它聚集在帶負電的脂滴周圍,形成屏障而妨礙吸收,同時它還可以和膽汁酸結合影響脂類乳化使其吸收減少。   

3、促進膽固醇轉化   

膽固醇在肝臟內轉化為膽汁酸,膽汁酸是消化液中的重要成分,在膽囊中有一定儲量,膽汁酸通常在完成脂肪的消化和吸收后,由小腸再吸收回到肝臟,這就是膽汁酸的「腸肝循環」。因為幾丁聚糖容易和膽汁酸結合併全部排出體外。為了保持膽汁酸正常含量就必須在肝臟中將膽固醇轉化成膽汁酸,其結果是血液中的膽固醇含量必然下降。 

7 甲殼素 -相關事件

2012年6月,山東聊城退休教師雷慶峰表示發明了能喝的農藥。雷慶峰說:「我辦公室放著幾瓶農藥,沒事我們自己的工作人員就喝著玩。」不過他也表示,還沒有對「可以喝的農藥」針對是否傷害人體做過檢測。

雷慶峰退休前曾在東阿城關中學教農業知識課程,而無毒農藥的主要成分是甲殼素,從螃蟹、蝦米體內提取。甲殼素的作用主要是促進根系發達,提高作物免疫力,平衡營養分配。該農藥已獲得了國家專利,並計劃進行專門生產。

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