导读营养师:甲壳素知识简介答一、公共营养师知识点:甲壳素的命名和主要成份英文的Chitin在《英汉化学工词》中,翻译成“几丁质”、“甲壳素”、“壳糖”。在许多中文科技期刊中,...

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营养师:甲壳素知识简介

营养师:甲壳素知识简介

一、公共营养师知识点:甲壳素的命名和主要成份

英文的Chitin在《英汉化学工词》中,翻译成“几丁质”、“甲壳素”、“壳糖”。在许多中文科技期刊中,除几种名称外,还有叫“几丁”、“蟹壳素”、“蟹壳多糖”、“甲壳胺”、“几丁聚糖”、“几丁糖”、“名角壳蛋白”、“明角质”、“壳蛋白”等等非常混乱。我们许多年来一直在倡导,并希望统一称之为“甲壳素”,这样较为符合于天然高分子化合物的命名习惯和大多数人的使用习惯。由于它具有多种生理调节机能,可全方位调节人体功能,补充人体必需的纤维素,增强机体免疫力,一九九一年被国际学术界称为继蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质之后的人类第六生命要素。(第六生命要素是存在与人体的一种透明质,是人体细胞的重要组成部分,具有多种生理调节功能,是人体必不可少的一种物质。甲壳素在酸性环境下,被酶分解后的基本单位直接成为人体细胞的组成部分,是体内透明质酸的基本组成单位。)

甲壳素是一种天然高分子聚合物,属于氨基多糖,学名为[(1.4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1-4)糖苷键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%。甲壳素有α、β、γ三种晶型,其中α-甲壳素存在最丰富,也最稳定。由于大分子之间极强的氢键作用,导致其一般不溶于水,化学性质非常稳定,因而应用有限,通常称其为几丁质。自然界中甲壳素大多是与各不溶于水的无机盐及蛋白质紧密结合在一起。人们为了获取甲壳素,往往将甲壳动物的外壳通过酸碱处理,脱去钙盐和蛋白质,得到上述几丁质后,再用强碱在加热条件下脱去分子中的乙酰基就可以转化为可溶性的壳聚糖,通常称为甲壳素(脱乙酰度是衡量甲壳素优劣的主要标准)。甲壳素因含有未结合的氨基,溶解度大为改观,可以结合酸分子,是自然界中带正电荷的碱性多糖。甲壳素及其衍生物具有良好的生物相容性,不与体液、组织和细胞产生异常反应;具有生物可降解性,在生物体内可被溶菌酶降解为对人体无毒N-乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖[2];无毒性,其安全性相当于砂糖;不溶血,无刺激性,无热源性,无致突变性,因而是一种安全可靠的天然生物活性多糖,因为甲壳素的化学结构与植物中广泛存在的纤维素结构非常相似,故又称为动物纤维素。它是目前世界上含有游离氨基碱性集团的可食性动物纤维,是一种具有特殊功能因子的机能物质。

二、甲壳素的主要功效

科学研究和实践发现,甲壳素能溶于胃酸,可被人体自身和食品中的溶菌酶等物质降解成许多较小的分子,这样它就能穿透人体组织而存在于血液、淋巴和骨骼内,可补充人体必需的纤维素。它的人体亲和性、杀菌性及排胆固醇、氯离子、重金属和放射性物质等性能,能够阻断癌细胞转移,活化肌体细胞,增强人体免疫功能,调整体液酸碱度,促进疾病痊愈,从而对现代人易患的免疫力功能低下、癌症、心脑血管疾病、糖尿病、肝病等病症具有良好的预防和保健作用。

1、补充人体所需要的纤维素

现在科学研究发现纤维素是人体不可缺少的重要物质,在营养学中具有无法替代的特殊地位和作用。人体内纤维素的缺乏可直接引发便秘、肠道癌症、心血管疾病、肥胖等病症。现代化的医疗保健可以补充人体内缺乏的糖类、维生素、矿物质等,但纤维素的缺乏只能靠食物补充。甲壳素是天然可食性天然纤维素,能有效地被人体吸收,从而对因纤维素缺乏而造成的各种疾病具有良好的保健和调节作用。现在日本人已经把甲壳素产品作为保持健康、预防疾病、防止老化的首选食品。

2、增强免疫功能

正常人的“预防、稳定、监视”三大免疫反应,应该为不增强也不减弱,保持正常免疫反应。如果由于某种原因引起免疫功能异常:当免疫活性增强时,不是患变态反应性疾病(外源性),就是患自身免疫性疾病(内源性);当免疫活性降低时,不是患反复感染和传染病,就是发生癌症。甲壳素的主要作用在于:①它可提高NK和LAK细胞的活性,这些细胞的一个共同特点是对内环境PH值的变化常敏感。当(H+)上升,即PH值下降时这些细胞的活性下降,使非特异免疫功能受到抑制和破坏。由于甲壳素既能吸附GL-和H+,又可提高HCO3-,所以,对于改善内环境非常有效。②它能提高免疫巨噬细胞和免疫T细胞的活性。实践证明,甲壳素可使这些细胞和淋巴细胞的活性提高两倍。③可间接提高β细胞的活性。从三方面看,甲壳素可大大增强人体的免疫力。

3、降血脂作用

甲壳素能妨碍脂类的消化吸收,促进胆固醇的转化,升高高密度脂蛋白的降低低密度脂蛋白,增加外围组织胆固醇向肝脏的转移,有效降低血胆固醇的浓度。

4、降血压的作用

现代医学研究认为,血压升高与人体内氯离子含量升高有关。甲壳素被分解后的基本单位能与氯离子结合并排出体外。

5、对循环系统疾病的作用

(1)降胆固醇的作用。

胆固醇是我们身体不可缺少的物质,它是构成脑、神经、激素、细胞膜等的重要物质,但是胆固醇浓度过高,也易患心血管病变,把胆固醇增高称作冠心病的元凶并不夸大。另外,缺血性中风患者,往往也存在胆固醇升高的现象。专家认为,国人正常胆固醇吸收量以160-230毫克为宜。一旦过剩就会囤积在血管壁中,使血液循环恶化,引起动脉硬化等疾病。

有关专家作了以下实验:用高胆固醇饲料喂养老鼠,连续二十天,观察甲壳素对胆固醇排泄的影响。结果发现没有添加甲壳素的高胆固醇饲料组,血浆中胆固醇的含量为127.5毫克/100毫升,而含有2%甲壳素的高胆固醇组为110.7毫克/100毫升。可以明显看出,喂食甲壳素,血中胆固醇含量少。它的主要原理是:①促使胆固醇转化。胆汁酸是肝脏内胆固醇转化生成的消化液的一个重要组成部分,在胆囊中有一定的贮存量。胆汁酸是一种表面活性剂,它可以将食物中的油脂分散成极细的液滴,便于胰脂酶的分解,因而对于油脂的消化吸收关系重大。胆汁酸通常在完成体内消化,吸收脂肪的任务后,由小肠再吸收而回到胆囊之中,因甲壳素容易和胆汁酸结合排除体外,那么,为了保持胆囊中有一定的胆汁酸储备,就必须在肝脏中将胆固醇转化成胆汁酸。因而血液中胆固醇含量必然下降。②抑制胆固醇吸收。食物性胆固醇来自动物性食物。食物中的游离胆固醇可自小肠黏膜上皮细胞吸收,胆固醇则需经过胰脂酶水解成游离的胆固醇才能吸收。由于甲壳素可以抑制胆固醇酯酶,这样,就会阻碍食物中胆固醇酯在肠道内被吸收,血液中的胆固醇含量有也就随之下降。

(2)降血压。

血压是血管中血液对管壁的侧压,它是促进血液循环的重要因素。而高血压病是危害身体健康的一种常见病,以动脉血压增高为其主要临床表现。实践证明甲壳素有一定的降压作用。原理为:血压上升与体内的氯离子有密切关系。甲壳素可大量吸附体内的氯离子,并使之排除体外,体内缺少氯离子,转换酶无活性,血管紧张素Ⅱ减少,血压就降低。 来源:

6、具有强化肝脏机能的作用

肝脏是人体的腺体,它在人的代谢、胆汁生成、解毒、凝血、免疫、热量产生及水与电解质的调节中均起着非常重要的作用,是人体内的一个巨大的“化工厂”。作为维持机体生命的重要器官,肝脏拥有比一般机能强四倍的作用,所以偶尔运作过量时也不至于超过负荷。因此,肝脏即便轻微损坏也不会出现症状。当一个人感觉肝脏机能有问题时,通常肝已经严重受损。所以注重对肝脏的日常保护就更加重要了。目前治疗病毒性肝炎没有特效药,一般只能静心修养,注意饮食。大剂量干扰素治疗乙肝或丙肝的有效率达50%,而且副作用很大,研究发现甲壳素在强化肝脏机能方面有以下作用:

①降低胆固醇的脂肪,预防脂肪肝和肝炎。实验证明甲壳素确有使肝脏机能复活强化的功能和抑制中性脂肪上升的作用。②促进产生肝炎病毒抗体。甲壳素与肝抗素并用,可使肝炎病毒抗体产生,使乙肝病毒转阴,提高疗效。③和啤酒酵母并用可修复肝细胞。④增强生物转化机能。饮酒的人,体内吸收大量乙醇,乙醇在乙醇脱氢酶作用下变成乙醛,乙醛的毒性很强,会引起头痛、恶心、肝损伤等。甲壳素可活化肝脏机能,增加醛脱氢酶的活力,有足够数量的醛脱氢酶,就可以把有毒乙醛全部或大部分氧化,防止对肝脏的损伤。

7、在延缓衰老和抗疲劳方面的作用

实验证明甲壳素能提高SOD活性,降低体内LOD和LF的含量,可使自由基活动减慢或受到抵制,对抗或阻缓自由基对细胞的攻击甚至消除自由基的作用。对延缓机体衰老和抗疲劳有良好的功效。

8、在螯合重金属和抗辐射方面的作用

甲壳素是含大量氨基阳离子的高分子物质,食入后在胃酸的作用下,呈现凝胶状态,具有很好的膨润、吸附、结合能力,无论在消化管还是被吸收后,均能吸附、结合毒素、化学色素、整合重金属和放射性核素,将其排出体外,因此在肠道感染,食物中毒与核素污染或接受放射治疗时,加用本品会减轻上述有害物质的毒害。俄罗斯在切尔诺贝利核电站事故后,给387名受核污染的患者服用甲壳素产品,时间不长,就看到患者的免疫能力增强,而且体内受污染的放射性核数量也明显减少。

9、预防和抑制肥胖的作用

甲壳素的促使胆固醇转化,抑制和妨碍胆固醇及脂肪吸收,增加人体纤维等作用可大大预防和抑制肥胖病症,使体重恢复正常。

10、治疗烧、烫伤,加速外伤愈合

甲壳素具有很强的抗菌能力,具有促进肉芽生长和皮肤再生的功效。可用于制造人工皮肤。这种人工皮肤核人体亲和力强,可使皮肤愈合良好,同时它还具有促进细胞活化的作用,产生胶原纤维,不会留下疤痕。

雪蟹的药用价值

深海雪蟹脱乙酰甲壳素精粉

【药品名称】 深海雪蟹脱乙酰甲壳素精粉

【药品类别】 保健品--降脂降压、 微量元素、矿物质(营养补益)、美容养颜、 调节免疫、减肥瘦身。

【产品说明】 甲壳素由德国Aoppe-Seuler博士命名。是甲壳质(Chitin)和几丁聚糖(Chitosan)的统称。甲壳素是自然界中唯一带正电荷的可食动物纤维。被医学科学界誉为继糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质(无机盐)之后人体必需的“第六生命要素”、“人体环保大使”、“体内清道夫”等。

【主要原料】1000米深海天然阿拉斯加雪蟹脚壳提取物,不含任何防腐剂、色素和调味剂。

【食用方法】每日2-3次,每次2-5克(1/3-1平匙,1平匙5克),加入饭菜等食物和牛奶、茶、果汁、咖啡等饮料中食用。小儿依体重比例酌情食用。

【产品性能】

《本草纲目》早已有蟹壳粉的记录,日本也有螃蟹与虾壳粉作为药方的神话。可见远在几千年前,古人已将甲壳素作为医疗之用。现代进行几丁质及几丁聚醣研究的学者指出,与葡萄糖或纤维素相比,甲壳素的生物活性更高,具有极强的支持及保护有机生命体的作用。根据现有的研究指出,甲壳素对人体健康有下列的益处:

强化免疫力甲壳素能提高身体的免疫机能,加强免疫细胞的增殖,因此有强化免疫力的功效。日本发表的动物实验证实,甲壳素的免疫强化作用有助于减少肿瘤细胞的伤害,及促进肝脏受损细胞的新生与正常化。无毒性抗癌甲壳素的抗癌效果已由日本东北药科大学确认,抗癌效果适合生物体,无毒性反应出现。北海道大学的研究小组也发现,甲壳素有抑制恶性肿瘤细胞扩散及移转的效果,可用于肿瘤和放化疗,减少放化疗的副作用。

降低胆固醇:甲壳素在体内以带正电的阳离子形态出现,可与胆酸和胆盐结合,从而抑制小肠对胆固醇的吸收,不但会减少胆固醇在肝脏的堆积量、也可降低恶性胆固醇(LDL)的浓度、提高良性胆固醇(HDL)的含量,因此对于预防动脉硬化及心血管疾病有很好的效果。降低高血压:甲壳素的成份几丁质与几丁聚醣是不会被人体吸收的一种高分子聚合物。日本水产厅主导的一项研究结果显示,添加在食品中的甲壳素会被人体由于离子吸附作用而使食盐附着其上,因此保留了食品原来的风味,但又不致使食盐被人体过度吸收。所以欲控制血压的人吃了含有添加甲壳素的食品,就不会有摄取过量食盐的困扰了。

降低血糖:甲壳素降糖作用主要是带有的阳离子可吸附体内多余的糖使其排出体外;提高体内PH值活化胰岛细胞,增加胰岛素分泌,增强胰岛素活性;强化肝脏功能;控制糖尿病并发症。

改善消化:甲壳素可促进肠内有益菌丛的繁殖,抑制有害菌丛的滋生,并减少大肠菌生长的机会,从而达到健胃整肠的功效。减少体内重金属的蓄积重金属在体内蓄积会造成神经性病变、器官功能失调等后遗症。甲壳素可以吸附铜、镉、锌、铀等重金属,并排出体外。在环境污染日益严重的今天,甲壳素有助于体内废物的排除,而确保人体生理机能的正常运作。

减肥:甲壳素的减肥作用,是将其本身所带的正负电离子与食物中带负电的脂肪自动附着结合,阻断脂肪分解酵素的作用,使得脂肪在肠内不被吸收而直接排出体外。甲壳素会与脂肪结合排出体外,但是不会和重要营养素的蛋白质结合,所以不会对人体造成危害。具备能让想减肥的人安心使用,又不影响养分吸收的效用。甲壳素不同于一般减肥食品的抑制食欲,或使人造成腹泻来达成减肥效果,而且对于消化道还有改善新陈代谢机能的功效。

甲壳素的化学名称

甲壳质又名甲壳素,壳多糖,几丁质,是一种天然氨基多糖高分子物质,分子式为(C8H13NO5)N,分子量在一百万左右,化学名称为(1,4)聚-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖,性质稳定,具有良好的生物可降解性和相容性,毒性极小(LD50 16g/kg),且来源广泛.它是自然界罕见的带正电荷纤维结构化合物,不溶于水,在酸性水溶液中产生水合作用而逐渐溶胀形成球状胶囊, pH增大时转变为线形,同时粘度增大,可溶于浓盐酸,硫酸,硝酸中,发生裂解,聚合度降低,如在浓盐酸中加热100摄氏度可分解为D-胺基葡糖,在浓硫酸中可产生磺酸酯化反应,得到肝素样作用物质,与浓硝酸则产生硝化甲壳质.在稀碱中不溶,在浓碱(>40%氢氧化钠或氢氧化钾)中加热可使分子中乙酰基脱去65%-95%.在氯仿,乙醇等不溶,可溶于浓HAC,甲酸,石酒酸等.不同原料和制备方法不同,产品理化性质(溶解度,分子量,乙酰基含量,比旋度,粘度)有一定差异.甲壳质在虾,蟹,龙虾甲壳中含量较高(约含10%-30%),其为1000-2000个1,4连接-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡糖(C8H13NO5)N的直接聚合物,分子量100-200万,N2含量6.3%-6.7%。

甲壳质在C2脱乙酰后,形成2-胺基-2-脱氧-D-葡糖聚合物,脱乙酰程度越高,功能性越好,但由于脱乙酰不能完全,通常所指壳聚糖实质上是甲壳质和壳聚糖的混合物,日本规定壳聚糖含壳聚糖应>85%。甲壳质在酸碱处理过程中,部分在1,4糖苷键发生断裂,使聚合度降低,聚合度在2-7范围(聚合度7-8的性能最佳),壳聚糖有两种异构体,平均分子量为12万,是米黄至微红松软粉末,无臭味,含水量约为60%。可溶于稀HCL和HAC中,其10%的稀HAC溶液粘度为2000-3000CPS,紫外最大吸收峰为196MM,可溶于二元有机溶剂中(如:CH2CL2-TCA,CH2CLCH2CL-TCA等)。由于其分子中含有-NH2和伯,仲-OH多功能团,故可产生醚化,酯化,交联,螯合等多种化学反应。

甲壳素对人类来说是个比较陌生的名字,它广泛存在于低等植物及甲壳素动物的外壳中。人类最早利用甲壳资源始于中国著名的《本草纲目》中就记载:蟹壳有破瘀消积的功能。"蟹"字本身即指:解毒的虫类。1811年,法国学者布拉诺首先在蘑菇类中发现了甲壳质,从此人类开始了漫长的研究与应用。甲壳胺又称为几丁质、壳聚糖、壳糖胺、甲壳素、第六要素等。广泛存在于虾蟹、昆虫、植物的茎叶之中。

甲壳素又名甲壳质、壳聚糖,是一种化学结构与纤维类似的高分子多糖,它广泛存在于昆虫、甲壳类动物的硬壳以及菌类的细胞壁中。近年来,研究人员对甲壳素及其衍生物进行了研究,提供了许多有价值的资料,展示了它广阔的应用前景。本文对甲壳素在医药上的应用做一简介,以利于这一资源的开发和利用。

一、甲壳素的药理作用

1.抗菌抗感染 甲壳素及其多种衍生物均具有不同程度的抗感染作用,以甲壳素六聚糖为最强。小分子的脱乙酰甲壳素具有质子化铵,质子化铵与细菌带负电荷的细胞膜作用,吸附和聚沉细菌,同时穿透细胞壁进入细胞内,扰乱细菌的新陈代谢及合成而具有抗菌作用。夏文水、吴焱楠研究认为,相对分子量为1500的脱乙酰甲壳素对大肠杆菌的抑制效果最强,随着分子量增大,则抑菌作用下降。正光华发现,脱乙酰甲壳素对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、小肠结尖耶尔氏菌、鼠伤害沙门氏菌和李斯特单核增生菌,均有较强的抑制作用。中国纺织大学吴清基教授已成功地将甲壳素制成无纺布、流延膜、涂层纱布等多种医用敷料用于临床,其中甲壳素与醋酸制成的无纺布透气透水性能极佳,用于大面积烧伤烫伤,抗感染和促进伤口愈合效果很好。目前上海市每年可生产甲壳素医用材料约100吨。

2.降脂和防治动脉硬化 魏涛等采用含胆固醇1%和脱氧胆酸钠0.2%的合成饲料喂大鼠28天,在诱发高血脂症的同时,经口服脱乙酰甲壳素观察其对高血脂症的影响。实验设高脂对照组和低、中、高三个剂量实验组。结果表明,脱乙酰甲壳素中、高剂量组的总胆固醇及总甘油三酯含量与高脂对照组比较,前者降低了10.5%、14.2%,后者降低了18.8%和26.1%,低、中、高剂量三实验组的高密度脂蛋白胆固醇与高脂对照组比较,分别升高了16.5%、32.7%和50.4%。顾云等对31例高血脂成人患者进行口服脱乙酰甲壳素降脂试验,30日后检查,胆固醇、甘油三酯下降,低密度脂蛋白胆固醇下降,高密度脂蛋白胆固醇、脂蛋白均无明显变化。

3.抗病毒 许多科学家已从多方面证实了甲壳素硫酸酯的抗病毒活性。Derek Horton等证明氨基上含有SO42-的甲壳素衍生物对血液病毒有显著抑制作用。1992年Vorcellotti等发现甲壳素磺化衍生物能抑制哺乳动物的病毒感染,特别是能抑制和治疗艾滋病病毒感染,抑制其复制的IC50为7微克/毫升,同时也能抑制劳舍氏白血病病毒和单纯疱疹病毒。

4.抗肿瘤 小分子甲壳素具有优良的抗肿瘤活性,特别是甲壳素六聚糖具有很强的抑制肿瘤的作用。日本爱媛大学奥田教授经实验确认,甲壳素在64微克/毫升的浓度时就能增强淋巴球细胞杀死癌细胞的作用。铃木茂生报道,脱乙酰甲壳素能直接抑制艾氏腹水癌细胞的作用,在含有1×105的癌细胞溶液中,加入0.5毫克/毫升的脱乙酰甲壳素,24小时后癌细胞完全死亡。Saiki I报道,硫酸甲壳素和硫酸羧甲基甲壳素对黑色素瘤肿瘤细胞有明显的抑制作用,且作用呈量效关系。福建师范大学刘艳如等对小白鼠接种S180肿瘤细胞,设对照组和甲壳素实验组,实验表明脱乙酰甲壳素对S180小鼠癌细胞有明显的抑制作用。目前国内外研究者对其抗肿瘤作用十分关注。

5.抗凝血 Muzzarelli等在五六十年代就充分认识到甲壳素硫酸酯的化学结构与肝素相似,预示此类化合物有抗凝血活性。1985年Hirano报道,分子量26000,O-位双硫酸酯甲壳素的抗凝血活性是肝素(174单位/毫克)的1.9~2.2倍。

6.其他 张桂英等证明,脱乙酰甲壳素具有良好的抗辐射性能。蒋莉等研究表明,脱乙酰甲壳素能保护肝脏,提高肝脏抗氧化能力。沈阳铁路总医院高风兰应用脱乙酰甲壳素口服治疗心绞痛5人、心律失常4人、顽固性心衰4人,均收到满意疗效。此外,某些甲壳素衍生物能结合Fe2+,增强胃肠道的吸收功能,用于治疗铁缺乏症。

7.在甲壳素被发现的一个多世纪以来,人们一直把甲壳素当作废物,因为甲壳素不溶于水、稀酸、稀碱和其他有机溶剂,开发的成本要比纤维素直接利用高得多,随着人类智慧增长,科技发展,人们发现甲壳素有纤维素所没有的特性,是目前世界上唯一含阳离子的可食性动物纤维,也是继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质以外的第六生命要素,甲壳类动物经过化学经过化学或生化处理后生成溶于稀酸的物质--甲壳素和衍生物聚糖,可以应用在工业领域(如取代塑料)、农业领域(不需要农药的肥料),化妆品领域(调整皮肤等)、医药、膜材料和其他环保、健康领域。经过20余年的不断研究与临床实验,奇迹不断涌现。既可抑制癌症、肝病、糖尿病,降低胆固醇,又有增强人体免疫力,防止老化等一系列神奇功效。由于其巨大的经济价值,在国内外已广泛地应用于医药、食品、工业等各个领域,目前我国这一技术已达到国际先进水平。

壳聚糖的提取

甲壳素经脱乙酰化反应后便得到壳聚糖。常见的制备法有化学法和酶法。一般情况下,影响脱乙酰化程度的主要因素有原料的种类(晶型)、甲壳素的制备方法、甲壳素颗粒的大小和密度、碱液的浓度、反应的温度和时间等。衡量壳聚糖产品性能的主要指标是脱乙酰化度和分子量(或黏度)等。一般提高反应温度、碱液浓度和延长反应时间等均可提高脱乙酰化度,但这样会伴随有甲壳素主链的降解,影响分子量。 目前,大部分的壳聚糖都是由α-Chitin制备的,对由β-Chitin制成的β-Chitosan的研究尚少,但该型壳聚糖具有优于前者的性能。 酶法制备壳聚糖是利用专一性酶对甲壳素进行脱乙酰基反应。这种方法的关键是如何获得甲壳素脱乙酰酶。到目前为止人们已经发现许多微生物、真菌中均存在脱乙酰酶。国外在此方面进展较快。日本科学家已成功地从土壤中分离出某种具有脱乙酰活度的细菌。 微生物培养法生产壳聚糖的研究现在也比较活跃。其主要原理还是利用微生物本身存在的酶进行自身催化,从而脱去乙酰基。陈忻等用丝状真菌提取的壳聚糖的脱乙酰化度为85%~90%,用它制成的食品保鲜剂的抗菌能力比从虾壳来源的壳聚糖高1-2倍。 南开大学和天津大学从1998年11月开始研究以家蝇幼虫为原料制备甲壳素、壳聚糖。经过反复研究和论证,发现选用家蝇幼虫为原料生产的甲壳素、壳聚糖具有以虾、蟹壳为原料的产品无法比拟的优势:杂质少、收率高,易获得高质量产品;在提取过程中对水、酸、碱消耗少;由于是工厂化生产家蝇,原料供应稳定,成本低。与高分子的壳聚糖相比,分子量低于1万的低分子壳聚糖具有更好的溶解性,更高的生物活性,更多的生理功能,更利于人体肠道的消化吸收。甲壳低聚糖的制备方法主要包括水解法、物理法、利用糖转移反应、利用转基因合成、化学合成法几大类。目前以水解法(酸水解法和酶水解法)为主。 酸水解法制备甲壳低聚糖研究较早,主要包括Baketr法、Rupley法、Capon法、Horowritz法等。甲壳素/壳聚糖在HCl、HF和HNO3等强酸作用下发生剧烈降解。但酸解的条件不易控制,选择性较差,分离纯化困难,且产量低。目前,国外工业生产是采用HCL水解法。 酶法降解主要是由甲壳素酶、壳聚糖酶和溶菌酶进行水解,但这类酶较难获得,造成生产成本过高。因此寻找非专一酶来对壳聚糖进行水解就显得较为重要。扬州大学酶工程研究室建立了一个用蛋白酶降解高分子壳聚糖的制备工艺,制备的甲壳低聚糖平均分子量约为1500,2000,3000,4000,1万,2万。无锡轻工大学多年来对壳聚糖的水解进行了深入的研究,发现应用多种非专一性酶组成的复合酶(糖酶、蛋白酶、脂肪酶等)对壳聚糖水解的作用,其产物的平均分子量可达1万以下,这为甲壳低聚糖的制备开辟了一条新途径,经过中试试验后,证明该方法和工艺条件可用于工业化生产。 由于酸水解法难于控制和产物转化率低,而专一性水解酶又因价格昂贵难以商业化,因此采用非专一性水解酶来生产甲壳低聚糖是一条经济可行的途径。 采用酶的糖转移法可制得高级寡聚糖。另外还有转糖苷酶合成的报道。 除此之外,用过氧化氢水溶液处理壳聚糖来制备甲壳低聚糖的方法国内外也正在研究,据文献报道,将壳聚糖溶解在0。8%~10%的过氧化氢水溶液中,在40~1000C下反应至壳聚糖全部溶解也可得到甲壳低聚糖产品。γ-射线法制备甲壳低聚糖的研究也较多,是通过壳聚糖在辐射过程中因分子键发生断裂而降解,但难以得到分子量在40000以下的产品。 采用微生物发酵法合成低聚合度的壳聚糖也是一条有前途的方法,但由于产量过低,目前尚在研究阶段。

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