甲壳素研究和应用
3 甲壳素分解代谢过程中涉及的相关酶
3. 1 甲壳素酶 甲壳素酶( Chit inase) 又称几丁质酶, 广泛分布
于细菌、真菌、放线菌等微生物体内, 植物的茎、叶、 种子及愈伤组织以及动物的消化液、腺体、胃和肠
粘膜等部位。甲壳素酶的分类及作用机制如表 1。
表 1 甲壳素酶的分类及作用机制
名称
甲壳素 内切酶
中国食品添加剂
China Food Addit ives
2004 No 1
甲壳素研究和应用
郎亚军 张苓花 王运吉
( 大连轻工业学院生物与食品工程系, 大连 116034)
摘要: 本文简要介绍了甲壳素和壳聚糖的结 构、理化性质及制备方法, 重点对酶法生产甲壳素涉及 的酶及甲 壳素酶的基因工程进行了综述, 最后对甲壳素及 壳聚糖的应用与发展作以展望。
前言
甲壳素( chitin) 又名几丁质, 是 自然界中含量 仅次于纤维素的一种多糖, 同时, 也是地球上数量 最大的含氮有机化合物。其在自然界中主要存在 于节肢动物( 主要是甲壳纲如虾、蟹等, 含甲壳素高 达 58~ 85% ) 、软体动物、环节动物、原生动物、腔 肠动物、海藻及真菌等中, 另外在动物的关节、蹄、 足的坚硬部分, 动物肌肉与骨结合处, 以及低等植 物中均发现有甲壳素的存在。
在研究鳕鱼( Gadus morhua) 几丁质酶时, 发现几丁 质酶的分泌与季节有关, 这与食物的季节变化不无 关系[ 17] 。 3. 2 壳聚糖酶
壳聚糖酶( chitosanase) 和甲壳素酶同属于专一 性酶类, 催化水解壳聚糖中的氨基葡萄糖糖苷键。 它主要存在于真菌和细菌细胞中, 在单子叶和双子 叶植物中也发现有该酶的活性[ 20] 。
由于甲壳素分子量很大, 水溶性差, 在人体内 不易被吸收。而壳聚糖及其衍生物是其经过降解 生成的一类低聚物, 溶解度较高, 所以表现的生物 活性也就更加明显。
酶解法又称为生物降解法, 即用专一性或非专一 性酶对甲壳素进行降解, 制得甲壳低聚糖。与其他三 种方法相比较, 采用酶解法生产具有工艺简单, 条件 温和, 无污染, 易控制降解度等优点。因而, 现在对酶 法生产甲壳低聚糖研究日益深入。相应产生的甲壳 素酶学已成为甲壳素学研究的一个重要分支。
1 结构及理化性质
1. 1 结构 甲壳素是一种天然高分子化合物, 其学名是
- ( 1 4) - 2- 乙酰氨基- 2- 脱氧- D- 葡萄糖, 是由 N- 乙酰氨基葡萄糖以 - 1, 4 糖苷键缩合而 成的。
如果把此结构式中糖基上的 N- 乙酰基大部分 去掉的话, 就成为甲壳素最为重要的衍生物壳聚糖。 1. 2 理化性质 1. 2. 1 物理性质
关键词: 甲壳素, 壳聚糖, 甲壳素酶, 微生物发酵, 基因工程
The Research and Application of Chitin
Lang Yajun, Zhang Linghua, Wang Yunji
( Biotechnology & Food Department , Dalian institude of Light Industry, Dalian 116034)
不同来源的壳聚糖酶的水解作用根据底物不 同而产生不同的产物。壳聚糖酶也可以分为两种, 即内切酶和外切酶, 作用于底物最终得到的主要是 二聚体和三聚体的降解产物和其他低聚糖。
壳聚糖酶的生产被研究较多的是将壳聚糖酶
基因克隆到链霉菌( Streptomyces lividans ) 上, 从而获 得高活性胞外壳聚糖酶[ 22] 。
提取法的工序一般为: 虾蟹壳 洗涤 晒干 脱钙 洗涤 脱蛋白 洗涤 干燥 粉碎 甲壳素 近十几年来, 以蛆皮、蚕蛹壳、蝉蜕、掸子虫、鲍 壳[ 1] 、云南琵琶甲[ 2] 、中国鲎[ 3] 、蜚蠊[ 4] 、鱿鱼骨和乌 贼骨[ 6] 为原料生产甲壳素和壳聚糖也有研究报道。 2. 1. 2 微生物法 甲壳素的生产一直以来都是采取虾蟹壳单一 原料, 采用其他原料生产的非常之少, 根据文献[ 5] 可了解我国甲壳素生产存在的问题。 甲壳素是绝大多数真菌细胞壁的主要组成成 分, 是真菌菌丝尖端延长部位的主要组分, 甲壳素的 生成与真菌菌丝的生长有密切的关系。已有的研究 主要是从柠檬酸发酵废菌丝体中提取, 另外, 也可从 青霉素、链霉素等发酵废液滤出菌丝体中提取。 近几年来, 国内已经研究和开发直接培养真菌 制取甲壳素或直接提取壳聚糖的技术。黑曲霉是 发酵工业最常用的真菌, 同时也是含有甲壳素最多 的真菌[ 8] , 通过培养黑曲霉菌来生产甲壳素和壳聚 糖, 这可能使用微生物法生产甲壳素和壳聚糖最有 前途的方法[ 7] 。由 雅致放射 毛霉( Accimonueor elegams) 及鲁氏毛霉( Mucor rouxianus ) [ 25] 等丝状真菌 生产甲壳素及壳聚糖近几年也有诸多研究。 2. 2 壳聚糖制备方法 2. 2. 1 微波法 84
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也会缓慢水解, 溶液的粘度逐渐降低。 1. 2. 2 化学性质
甲壳素和壳聚糖化学性质的研究, 内容十分广 泛, 其分子结构当中含有羟基、氨基和自由基, 可以 发生酰化、酯化、醚化、氧化、烷基化、螯合、接枝共聚 及交联等一系列化学反应, 这对于研究认识它们的 本质, 进行创新性工作, 开发新产品有重要意义。
( Aspergilus oryzae ) 木霉
( Trichioderma harzianum) 淡紫拟青霉
( Paecilomyces lilacinus)
灰色链霉菌
( Streptomyces plicatus ) 红色链霉菌
( Streptomyces olivaceoviridis ) 铅青链霉菌 ( strep lividans ) 其它一些未定 种的链霉菌
Abstract: The article briefly introduced the structure, property and preparation of chitin and chitosan, and summarized the chitinase and the gene engeering of the chitinase. In the last, pointed out the research development of chitin and chitosan. Key words: Chitin, Chitosan, Chitinase, M icroorganism fermentation, Gene engineering
[ 13]
近年来, 对来源于植物和微生物的甲壳素酶的
分子量、等电点、Km 等酶学性 质以及影响酶 活性
的温度、pH、金属离子、离子强度等因素已进行了
大量的研究。目前, 动物来源的甲壳素酶的研究尚
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较薄弱。产生甲壳素酶的微生物如表 2 所示。参 考文献[ 16, 18, 26] 。
2 制备方法
2. 1 甲壳素制备方法 甲壳素的生 产一般采取以虾、蟹为 原材料脱
钙、脱蛋白和脱乙酰的传统基本工艺, 耗碱量极大 且污染严重。随着研究的深入, 为了解决原材料单 一, 污染严重等一系列问题, 又发展了微生物法、微 波法和生物制备法等来生产甲壳素和壳聚糖及他 们的衍生物。 2. 1. 1 提取法
表 2 甲壳素酶的微生物来源
细菌
真菌
放线菌
粘质沙雷氏菌 ( serratia marcescens ) 环状芽孢杆菌
( Bacillus circul ans) 地衣芽孢杆菌
( Bacillus lichenif ormi s) 斯氏假单孢菌
( Pseudomonas strutreri ) 巨大芽孢杆菌
壳聚糖是甲壳素脱去大部分乙酰基后的产物, 是甲壳素最为重要的衍生物。自从 1811 年, 法国 科学家 H. Braconnnot 发现甲壳素以来, 甲壳素逐渐 被认识与利用。近年来, 国内外相关的研究日趋活 跃, 甲壳素和壳聚糖已被现代科学称之为继糖、蛋 白质、脂肪、维生素、矿物质等五大生命要素之后的 第六生命要素。甲壳素和壳聚糖经过改性之后生 成的改性高分子具有无毒、可以完全被生物降解、 在自然界形成良性循环等诸多优点, 显示了良好的 应用前景。
3. 3 非专一性酶类 许多非专一性的酶对甲壳素及壳聚糖也有水
解作用。迄今为止, 已经发现有 30 多种酶对甲壳 素及壳聚糖有非专一性的降解作用。这些酶主要 来源于动物、植物和微生物, 包括糖酶、蛋白酶、脂
肪酶等。 在此类酶中, 比较重要的有纤维素酶、溶菌酶、
脂肪酶、甲壳素脱乙酰基酶、壳聚糖脱乙酰基酶、木 瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。近年来, 对甲壳素及壳 聚糖的非专一性酶类的研究较多, 且非专一性酶类 比甲壳素酶经济上便宜得多, 所以非专一性酶类的 研究及使用具有广阔的前景。
非专一性酶类对甲壳素和壳聚糖也有较好的 降解作用, 各种酶的降解机理并不完全相同, 但是 几种非专一性酶混合使用降解效果却好于单一的 非专一性酶的作用。
4 甲壳素酶的基因工程
来源于植物和微生物的甲壳素酶一直是研究 的热点。迄今为止, 已经克隆出许多源自细菌、真 菌、植物的甲壳素酶基因, 成功的构建了大肠杆菌、 链霉菌以及酵母菌等许多工程菌。粘质沙雷氏菌 ( Serratia marcescens ) 是 研究最 为热门 的微 生物 之 一[ 13] 。同时, 采用基因工程, 把外源植物的甲壳素 酶的基因进行克隆, 构建转基因植物, 提高植物抗 性的研究也日益深入。到目前为止, 已对烟草、马 铃薯、油菜、甜菜、胡 萝卜、豌豆、菜豆、黄瓜、拟南 芥、花生、水稻、大麦、杨树等植物的几丁质酶基因 进行了 cDNA 克隆和序列分析[ 19, 23, 27] 。
甲壳素的功效与作用
甲壳素是存在于蟹壳等甲壳动物外壳的可食性动物纤维素，由于其独特的理化性质而被应用于各行各业，每个行业的用途不同，也就发挥的作用不同。
我们来为您详细分析一下。
甲壳素特性可相关的制品达到增稠的效果，因此在医药、食品、化妆品、农业、环保以及酶的固化载体等方面具有广泛的用途。
具体在每个行业发挥的功效我们可以通过实例来了解。
甲壳素应用范围很广泛，在工业上可做布料、衣物、染料、纸张和水处理等。
在农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。
渔业上做养鱼饲料。
化妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。
医疗用品上可做隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等。
1、工业：甲壳素被用于水和废水净化，作为食品添加剂应用到和药品中起到增稠作用稳定食品和药品状态。
甲壳素还可以作为染料、织物、黏合剂。
工业的分离薄膜和离子交换树脂可制成甲壳素。
加工纸的大小和强度也使用甲壳素。
2、医药：甲壳质的产物作为坚韧和强的材料利于作为外科线。
另外有一些不寻常的特性，甲壳素加速人体伤口愈合，甲壳素甚至成为一个单独的伤口愈合剂。
3、美容：甲壳素对细胞无排斥力，具有修复细胞之功效，并能减缓过敏性肌肤，甲壳素具有抗氧化的能力，能活化细胞，防止细胞老化，促进细胞新生带。
甲壳素中亦含有高效保湿成份，它的β葡聚糖也能有效使肌肤含水保湿。
4、服装：甲壳素纤维与彩棉货纯棉等纤维制成的面料特别适合做婴幼儿服装及男女高档内衣。
甲壳素具有如下功能：一、降血糖：甲壳素可调节内分泌系统的功能，使葡萄糖指数下降，抑制血糖升高。
糖尿病是由于胰岛素分泌不足，导致糖代谢障碍，糖类不能被机体充分吸收利用，同时体内脂肪分解过度，产生的有机酸和酮体过高，从而使患者体夜呈酸性。
二、降血脂：如果胆汁酸的储量不足，肝脏必须将胆固醇转化为胆汁酸。
甲壳素与胆汁酸结合并排出体外，胆汁酸排出增加，减少了胆囊中胆汁酸量，致使肝脏从血液中吸收更多的胆固醇转化为胆汁酸，以补充其不足，使血液中胆固醇下降。
三、降血压：单分子甲壳素与氯离子结合，降低血糖中的氯离子浓度，使血管紧张素转化酶（ACE）活性降低，致使血管紧张素11形成减少，使内缓激肽增加，血管扩张作用增强，血压下降。
甲壳素的功效与作用
甲壳素的功效与作用甲壳素是一种天然的有机化合物，它主要存在于昆虫、脊椎动物以及一些植物的外壳中。
甲壳素具有多种功效与作用，被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
本文将详细介绍甲壳素的功效与作用，并探讨其在不同领域中的应用。
首先，甲壳素对于人体健康具有重要作用。
甲壳素可以促进胶原蛋白的产生，有助于维持皮肤的弹性，防止皱纹和松弛。
此外，甲壳素还可以促进骨骼的发育与修复，对于骨骼健康有显著的贡献。
研究还表明，甲壳素对于心血管系统具有保护作用，可以降低胆固醇水平，预防心脏病等心血管疾病的发生。
其次，甲壳素在食品领域也有重要的应用价值。
甲壳素的纤维素含量较高，可以增加食物的摄入量，产生饱腹感。
这对于减肥和控制食欲非常有益。
此外，甲壳素还可以减少食物中的胆固醇吸收，降低胆固醇水平，对于预防高血压和高血脂症有一定的作用。
同时，甲壳素还可以作为食品添加剂，增加食品的口感和质地，提高食品的机械强度和稳定性，延长食品的保质期。
此外，甲壳素在化妆品领域也发挥着重要的作用。
甲壳素具有良好的保湿效果，可用作化妆品中的保湿剂。
甲壳素还具有吸附性和调节皮肤油脂分泌的作用，对于油性和混合性皮肤的护理有一定的效果。
此外，甲壳素还具有抗氧化作用，可以减少皮肤老化和皱纹的产生。
因此，甲壳素常被用于护肤品中，可提高皮肤的水分含量，保持皮肤的光滑和细腻。
最后，甲壳素还具有一定的医药价值。
研究发现，甲壳素具有抗炎作用，可以减轻炎症反应，缓解疼痛和不适感。
甲壳素还具有抗菌和抗病毒作用，对于预防感染和治疗一些疾病具有一定的帮助。
此外，甲壳素还可以调节免疫系统的功能，提高人体的抵抗力，对于免疫性疾病具有辅助治疗作用。
综上所述，甲壳素作为一种天然的有机化合物，具有多种功效与作用。
它对于人体健康、食品质量、化妆品和医药领域都有重要的应用价值。
随着人们对健康和美容的需求日益增长，甲壳素的应用前景将更加广阔。
我们有理由相信，随着科学技术的进步和研究的深入，甲壳素将会在更多领域中发挥更大的作用，为人类的健康和美丽做出更大的贡献。
农业甲壳素功效与作用
农业甲壳素功效与作用农业甲壳素功效与作用甲壳素是一种天然高分子化合物，广泛存在于甲壳类生物的外骨骼中。
它具有许多独特的性质和功能，因此被广泛应用于农业领域。
本文将重点介绍甲壳素在农业中的功效与作用，包括提高农作物产量、增强植物抗逆性、促进土壤肥力和改善农产品质量等方面。
一、提高农作物产量甲壳素作为一种生物活性物质，可以刺激植物的生长发育，促进根系生长，并调节植物的代谢过程。
研究表明，施用甲壳素能够增加植物的光合作用效率，提高植物的光能利用率，从而增加农作物产量。
甲壳素还可以促进植物的营养吸收，增强植物的抗病虫害能力，减少生长期中的损失，提高农作物的产量和品质。
二、增强植物抗逆性农作物生长发育过程中，经常受到各种逆境的影响，如病虫害、干旱、盐碱、重金属等。
甲壳素具有增强植物抗逆性的能力，可以使植物在逆境环境下更好地适应和生存。
甲壳素能够激活植物的抗氧化系统，减少细胞内活性氧的积累，保护细胞膜和细胞器的完整性，提高植物的抗逆性。
三、促进土壤肥力甲壳素作为一种有机物质，可以分解为有机酸、氨基酸等，为土壤提供养分，增加土壤肥力。
甲壳素在土壤中能够吸附各种重金属离子和有机污染物，减少污染物对农作物和土壤的伤害。
此外，甲壳素还能够促进土壤微生物的繁殖和活性，提高土壤的生物活性，改善土壤结构，增加土壤通透性和保水能力，提高土壤的肥力和保肥力能力。
四、改善农产品质量甲壳素作为一种生物活性物质，可以调节植物的代谢过程，改善农产品的品质。
研究表明，施用甲壳素可以提高农作物的维生素、矿物质、蛋白质和糖类等含量，增加农产品的养分价值和口感品质。
此外，甲壳素还能够促进植物的果实膨大和颜色的形成，改善果实的外观和风味。
在实际应用中，甲壳素可以通过叶面喷施、土壤施用等方式施用于农作物。
在喷施过程中，一般配合适量的肥料和农药使用，能够发挥较好的效果。
此外，不同作物对甲壳素的需求量和响应程度也会有所不同，需要根据具体情况进行调整。
甲壳素对塑料的改性原理
甲壳素对塑料的改性原理甲壳素（Chitosan）是一种从壳类动物外骨骼中提取得到的天然高分子化合物。
由于其具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性等特性，甲壳素在许多领域中都有广泛的应用，其中包括塑料改性。
甲壳素作为一种环保友好的材料，通过改性可以赋予塑料更好的性能和功能。
甲壳素对塑料的改性主要基于以下原理：1. 亲湿性增强：甲壳素分子中含有丰富的氨基官能团，可以与塑料基体中的羧酸、酮、羰基等功能团发生化学反应，形成氢键或共价键等作用力，从而提高塑料表面的亲湿性。
这使得塑料表面更易于吸附各种有机物质，提高了塑料的润湿性和润滑性。
2. 力学性能改善：甲壳素分子中的氨基官能团通过与塑料基体中的官能团结合，可以形成物理交联或化学交联的网络结构，增强塑料的力学性能。
交联结构能够增加塑料的固体强度、刚度和耐磨性，提高其抗拉强度和耐冲击性能。
3. 热稳定性提升：甲壳素具有较高的热稳定性，可以有效提高塑料的热稳定性能。
其分子中的氨基官能团通过与塑料基体中的羧酸等官能团进行缔合，形成化学键，使塑料基体在高温条件下不易分解，延缓塑料老化过程，从而提高塑料的使用寿命。
4. 生物降解性增强：甲壳素是一种天然生物高分子材料，具有良好的生物降解性。
将甲壳素与塑料基体进行复合改性后，可以使塑料材料具备更好的生物降解性能，降低塑料对环境的污染。
5. 抗菌性改善：甲壳素具有广谱抗菌活性，可以对抗多种细菌、真菌和病毒。
将甲壳素引入塑料中可以赋予塑料良好的抗菌性能，用于制备一些具有抗菌需求的产品，如医疗用品、食品包装材料等。
在实际应用中，甲壳素对塑料的改性可以通过多种方式进行。
常见的改性方法包括：溶液法、熔融法、共混法和交联法等。
其中，熔融法是最常用的改性方法之一，可以通过将甲壳素和塑料基体在高温下混熔，将甲壳素均匀分散于塑料基体中，最终得到具有改性效果的复合材料。
总结起来，甲壳素对塑料的改性原理主要包括亲湿性增强、力学性能改善、热稳定性提升、生物降解性增强和抗菌性改善等。
甲壳素的应用
甲壳素的应用甲壳素在纺织印染待业中的应用由来已久，甲壳素纤维于1936年在美国推出，其特点是纤度细，强度高，色白有光泽，用于纺织行业，能使纺织产品上档次，穿着质地柔软，透气吸湿性特强，穿着舒适，抗菌性强等特点。
甲壳素应用到农业，可制作复合液面肥，固体颗粒肥，能给农作物直接增加糖的浓度，促进农作物根系生长，有效的防治病虫害，提高农作物产品的质量和产量。
应用范围广泛 在工业上可做纺织品防霉杀菌除臭剂,可以通过后处理附着于纺织品纤维上,是纺织品提高附加价值的方法之一,用于制造内衣裤,袜子,家用特殊功能纺织品.医用手术衣/布,伤口敷料,烧伤创面敷料或深加工为人造皮肤用于大面积烧伤的治疗. 由于壳聚糖是阳离子型天然聚合物,有良好的扼制微生物/细菌/霉菌的作用,可以应用于食品保鲜,食品内包装,无毒无污染.将壳聚糖制成溶液喷涂于经清洗或剥除外皮的水果上,壳聚糖干后形成的薄膜无色无味通气,食用时不必清除薄膜. 也可应用于染料、纸张和水处理等。
在农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。
渔业上做养鱼饲料。
化妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。
医疗用品上可做隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等特殊生物功能1、降血脂作用 血脂是指血液中脂类的含量。
广义的脂类指中性脂肪（甘油和甘油三酯）和类脂质（胆固醇、胆固醇酯和磷脂）。
“甲壳质”可通过几个途径产生驱脂作用。
1）“甲壳质”阻碍脂类的消化吸收：进入肠腔的脂类因难溶于水无法吸收，需经过胆汁酸的乳化作用，将脂肪变成很小的油滴，以此来扩大与胰脂酶的接触面积利于脂肪的消化。
肝脏生成的胆汁酸（带负电荷）经胆道排入肠腔非常容易与聚集它周围的甲壳质（带正电荷）结合，形成屏障而妨碍吸收，同时由消化道排出体外。
大量的胆汁酸被消耗，从而阻碍脂类的吸收，实现降低血脂。
2）“甲壳质”有利于胆固醇转化：人体内的胆固醇主要来自食物摄入和自身合成。
当人们一提到胆固醇往往会谈虎色变，认为胆固醇是造成心脑血管动脉硬化疾病的元凶，因而把胆固醇看成是对人体有害的物质。
甲壳素的作用
甲壳素的作用甲壳素，是一种来源于海洋生物壳或壳类动物的天然有机物质，它具有多种重要的功能和作用。
以下将从食品、保健品和医药等方面为大家详细介绍甲壳素的作用。
首先，甲壳素在食品工业中起到了重要的作用。
甲壳素具有一定的胶凝性和稳定性，在食品加工和制作过程中常被用作增稠剂、稳定剂和乳化剂等。
例如，在果冻、糖果和饼干等食品中加入甲壳素可以增加食品的黏性和弹性，使其更加口感丰富。
此外，甲壳素还可以防止食品细菌的生长和腐败，延长食品的保质期。
其次，甲壳素在保健品领域也具有重要的作用。
甲壳素是一种天然的膳食纤维，可以有效地增加肠道蠕动，促进排便，预防便秘。
同时，甲壳素还可以吸附和排除肠道内的有害物质和毒素，保持肠道的清洁和健康。
此外，甲壳素还可以调节血糖、血脂和血压等指标，预防心血管疾病的发生。
因此，甲壳素常常被用作保健品的重要成分，有助于人们的健康和养生。
最后，甲壳素在医药领域也具有广泛的应用。
甲壳素具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以被人体所接受和分解。
因此，甲壳素在药物缓释、止血和组织修复等方面具有潜在的应用价值。
例如，在药物缓释系统中，甲壳素能够作为载体，将药物包裹在内部，控制药物的释放速度和时间，减少药物的副作用。
同时，甲壳素还可以促进伤口的愈合和组织的再生，有助于创伤和手术后的恢复。
总而言之，甲壳素具有多种重要的功能和作用。
它不仅在食品工业中可以用作增稠剂和稳定剂，还可以用作保健品的重要成分，有助于人们的健康和养生。
此外，甲壳素在医药领域也有广泛的应用，可以作为药物缓释系统的载体，促进伤口的愈合和组织的再生。
因此，甲壳素作为一种天然的有机物质，在各个领域都具有重要的价值和应用前景。
甲壳素的应用及最新研究进展
甲壳素的应用研究与展望刘淑君090524115摘要：从虾和蟹的壳中提取的甲壳素是一种非常重要的生物材料，应用范围十分广阔，在食品，医药，环保等领域有极其广泛的用途，它在制成人造皮肤, 隐形眼镜, 化妆品, 纸张、食品等方面起着其他材料所无法替代的重要作用, 尤其在整个国际社会日益重视环境的今天, 它在污水处理和用来生产可自然分解的薄膜包装材料上大有用武之地,甲壳素的研究开发已成为世人瞩目的高新科技领域和获利颇丰的新兴产业。
本文主要介绍了甲壳素的应用以及国内外研究进展。
关键词：甲壳素，壳聚糖，应用，发展前景前言甲壳素广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内。
这些虾壳原本是废弃物，几乎成为环境污染源，经过近40多年国内外学者研究，竟变废为宝，一跃成为跨世纪的引人瞩目的全球性热门科研课题，并竞相开发出一系列的甲壳素类高科技产品，应用于工业、农业、国防、化工、环保、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。
至今，国内发表的甲壳素研究成果已超过400多项，我国甲壳素事业呈现出欣欣向荣的发达景象，一些发达国家争相投入大量资金对甲壳素进行深入研究开发。
目前甲壳素是日本政府惟一准许宣传疗效的机能性食品。
1993 年日本厚生省受理了甲壳素作为癌细胞转移抑制剂静门注射药品的申请。
1996年，甲壳素又通过了美国药品、食品管理局(FDA)及欧共体(EC)检测，核准在美国、欧洲市场销售。
甲壳素的研究开发及其商业产品已出现了全球竞争趋势，并将保持持续稳定的高速发展趋势。
1.甲壳素分子组成和分布1. 1甲壳素分子组成甲壳素又名甲壳质和壳多糖,是法国科学家布拉克诺1811 年首次从蘑菇中提取的一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体, 被命名为Fungine( 茸素) 。
1823年法国科学家欧吉尔( Odier)在甲壳动物体外壳中也提取了这种物质, 并命名为几丁质和几丁聚糖, 是几丁胺粉的合称。
经结构分析甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物, 它由几丁质与几丁糖组成, 是天然无毒性高分子, 并且具有生物可分解性, 它的构造类似于纤维素, 由1 000~ 3 000个n- 2葡萄糖胺聚合物组成, 属于直链氨基多糖。
甲壳素的应用
甲壳素的应用甲壳素又叫甲壳质、几丁质，是从虾蟹等甲壳类动物外壳中提取出来的一种物质，是目前世界上发现的唯一含有游离氨基碱性基团的多糖类动物纤维素，具有多种生理调节机能，是一种能够改善人体酸性体质，促进酸碱平衡的机能性物质。
适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖、便秘、溃疡等人群；此外，还可抗癌，抑制肿瘤细胞转移，有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿瘤疾病。
甲壳素广泛存在于微生物、酵母、蘑菇的细胞壁中及昆虫的表皮，乌贼、贝壳等软体动物骨骼内。
尤其是虾子、螃蟹等甲壳类的甲壳类的甲壳富含1/4~1/3的甲壳素。
甲壳素是由1,4连接，2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖和2-氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖，二元线性共聚物组成。
通常把能溶于稀酸水溶液的甲壳素称为壳聚糖，其脱乙酰度一般大于60%。
甲壳素与壳聚糖均可看作是纤维的C2位的OH基被CH3CONH基（甲壳素）或NH2基（壳聚糖）取代的产物。
甲壳素、壳聚糖之所以具有重要的理论研究意义和商业价值，在于其分子结构及组成的特性。
它是自然界中唯一大量存在的碱性多糖；此外，还是除蛋白质之外的数量最多的含氮有机物，其含氮量（6.89%）比人工合成的含氮纤维素衍生物的含氮量（1.25%）高约5倍。
这一结构特征，赋予甲壳素及其衍生物许多独特的理化性质和生物功能。
1997年7月31日召开的广州甲壳质学术研讨会——临床应用研讨会和同年3月15日召开的陕西省甲壳质学术研修会中曾一再提出：“甲壳素内萃取的几丁质及其纯化而出的壳聚糖，在医学界及临床实验上都获得非常良好的肯定，发现甲壳质、壳聚糖不仅在抑制人体老化上，能使人体细胞变得活性化外，也能强化免疫细胞，预防疾病，让人体恢复健康的运作，并能达成调整人体自律神经与荷尔蒙分泌等健康良好的作用。
”，“甲壳质是造福人群、促进人民健康长寿的神奇物质”。
具有保肝抗癌，降低血压、降低血糖、降低血脂，延缓衰老，减肥塑身，改善腰背酸痛等作用。
甲壳素材料的功能化及其应用研究
甲壳素材料的功能化及其应用研究随着科技的不断发展和人们对环境保护的日益重视，功能化材料的研究和应用逐渐成为热点话题。
而甲壳素材料，作为一种独特的天然资源，以其丰富的特性和广泛的应用领域备受关注。
本文将探讨甲壳素材料的功能化方法以及应用研究。
首先，让我们来了解一下甲壳素材料的特性。
甲壳素是一种存在于甲壳动物外壳中的有机物质。
它具有多种独特的功能性特点，如高强度、良好的热稳定性和生物可降解性等。
此外，甲壳素还含有丰富的氨基糖和胺基糖等有机化合物，使其具备了一定的生物活性，可以用于药物传递、组织工程和生物传感等领域。
针对甲壳素材料的功能化，目前主要有两种主要方法：一是通过物理和化学手段对甲壳素进行改性，例如通过磺酸化、酯化和氧化等方法。
这些改性可以改变甲壳素的表面性质和溶解性，从而为其后续的应用提供便利。
另一种方法是将其他功能性物质与甲壳素材料结合，形成复合材料。
这种方法可以进一步改善甲壳素的性能，并赋予其新的功能，如抗菌、导电和光学特性等。
在医学领域，甲壳素材料具有广阔的应用前景。
它可以用作药物传递系统的载体，通过调控甲壳素的化学、孔结构和表面性质，实现药物的缓释和靶向传输。
此外，甲壳素材料还可以用于修复和重建组织。
它可以提供细胞粘附和生长所需的支架结构，并促进新生组织的形成。
这对于骨骼修复、脊椎间盘再生和皮肤创伤修复等领域具有重要意义。
除了医学领域，甲壳素材料还有诸多其他应用。
在食品工业中，甲壳素可以被用作食品包装材料，具有良好的保鲜性和抗菌性，有助于延长食品的保质期。
在环境保护中，甲壳素材料可以作为吸附剂，用于污水处理和废水中有毒物质的去除。
此外，甲壳素材料还可以用于能源储存和催化反应等方面的研究。
值得一提的是，甲壳素材料的研究和开发面临着一些挑战。
首先，甲壳素自身的特性和提取方法限制了其功能化的程度。
其次，目前功能化改造的方法还不够成熟和多样化。
此外，甲壳素材料在大规模应用中的成本和可持续性问题也需要加以解决。
甲壳素--氨基寡糖素
• 2、 对细胞的活化作用，诱导内源激素的 整体调节。
• 喷施于植物叶面上具有透气、保水之功效； 喷施于叶面或施入土壤可促进根系细胞的 分生，使根系发达，增强植物抗旱抗倒伏 能力，茎节缩短粗壮，叶片浓绿润泽，显 著提高光合作用，促进光合产物的定向运 输。
2014年山格平寨
施用甲壳素
未施用对比：死亡率30-50%
• 氨基寡糖素是利用微生物发酵技术从富含甲壳素的蟹、 虾等产品的废奔物中分离得到的，是一种具有抗病作 用的杀菌剂，杀菌谱广，对多种真菌、细菌、病毒引 起的病毒均有效 。
• 2、能活化植物细胞，调节和促进物生长，提高抗逆力， 增强作物抗寒、抗旱、抗淓能力。
• 提高种子发芽率、壮苗、促根，提高植物对肥料和水 分的吸收利用率，增强作物的抗逆性。因此，氨基寡 糖素还是一种植物生长调节剂。
2018-10.5
吴 金 水 使 用 甲 壳 素 苦 瓜 生 长 旺 盛
2018.10.19山格新陂吴金水菜园
2018-10-19山格新陂
• 4、其他作用。
• 甲壳素可作为药物缓释剂，以延长药物作
用时间和减少用药量，还可在植物表面形 成一层半透膜，阻止有害生物的入侵。
• 甲壳素可作为果蔬保鲜剂，甲壳素在植株 表面形成薄膜，对病菌的侵害起阻隔作用
甲壳素-------氨基寡糖素
平和县植保站 上的应用 甲壳素在蜜柚上的应用 甲壳素在茶叶上的应用
2018.10.5山格新陂
使用甲壳素苦瓜不死苗、不黄化
使用甲壳素苦瓜饱满粗壮
2018.10.19山格新陂
2018.10.19山格新陂
2018.10.19山格新陂
• 山格新陂吴金水 • 家住福建省平和县山格镇新坡村，种植蔬菜已有