资讯 > 专家原创 > 壳聚糖:星辰大海的馈赠与人体第六生命要素
壳聚糖:自然界中唯一的碱性多糖
壳聚糖(chitosan)为甲壳素(乙酰氨基葡萄糖的聚合物,又称几丁质)的脱乙酰产物,是甲壳素最重要的衍生物,同时它也是自然界中唯一的一种碱性多糖。甲壳素在自然界的来源较广,多存在于甲壳类低等动物的外壳以及真菌细胞壁中,由于其丰富的来源,据估计自然界每年仅是生物合成的甲壳素的量就接近100亿吨,它是地球上现存在的仅次于纤维素的第二大量的天然高分子有机化合物。壳聚糖与甲壳素之间的区别主要在于脱乙酰程度不同,一般把脱乙酰度大于70%的称为壳聚糖。
壳聚糖:稀有的带正电荷的高分子化合物
壳聚糖的化学名为:(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖,是通过β-l,4糖苷键相连而成的高分子化合物,其化学性质稳定,不溶于水、碱和有机溶剂,这种理化限制严重的限制了壳聚糖的应用。但它可以溶于稀酸,且在酸性条件下其氨基基团可以与氢离子结合并使壳聚糖带有正电荷,这就导致壳聚糖是一种自然界少见的、可以形成带正电荷的生物高分子化合物。壳聚糖分子结构中含有氨基、羟基、乙酰氨基、氧桥等活性基团,能发生交联、接枝、酯化、醚化、酰化、羧甲基化、烷基化等化学反应,而表现出多种独特的生物活性和功能,如可活化淋巴细胞、增强机体免疫力、抗菌抑菌、止血、降低血酯和胆固醇以及抗肿瘤等。
壳聚糖:安全无毒生物相容性好
壳聚糖来源丰富,同时安全无毒、易降解、与环境友好,它的这些优点得到了广泛的应用,如由于壳聚糖具备良好的生物相容性,对动植物及其他生物体具有良好的适应性、刺激性小,被用于组织损伤的修复以及作为生物载体支架等。根据壳聚糖自发成膜的特性应于果蔬保鲜。壳聚糖良好的生物活性也被充分发掘被用于生物和中医药研究领域。另外一方面,由于甲壳素的结晶度高,导致甲壳素的溶解性能比较差,不溶于水、稀碱、稀酸及一般的有机溶剂中,使得甲壳 素的应用受到极大的限制。但壳聚糖的溶解性能比甲壳素高得多,壳聚糖能溶于一般的稀酸中,从而比壳聚糖的应用范围大的多了。
壳聚糖:实际无毒级
针对壳聚糖的安全性能,有研究者选用健康的老鼠和兔子做了急性毒性试验、染色体畸变试验、亚慢性毒性试验、致突变试验 (Ames 试验)、光毒性测试、肌肉刺激试验、经皮肤吸收性测试等实验测试,研究发现受试动物无任何的异常情况发生。其中亚慢性毒性试验表明,SD大鼠日剂量达到400mg/kg,相当于推荐临床用量的100-200 倍,结果90 d未发现任何的毒性反应,属于实际无毒级。
壳聚糖:天然的广谱抑菌剂
研究发现,壳聚糖是一种广谱抑菌剂,可以有效抑制多种细菌、真菌的生长和繁殖。与一般抑制剂相比,它具有高抑菌性、杀灭率高、广谱和无毒的优点。壳聚糖的抑菌活性受到很多因素的影响,如不同分子量的壳聚糖抑菌活性不同,对于不同的菌壳聚糖的最佳抑菌分子量也不同。壳聚糖只有在酸性溶液中才具有抑菌活性,并且溶液的pH值越低抑菌活性越强。同时,壳聚糖的抑菌活性也受到其脱乙酰度的影响,脱乙酰度越高,壳聚糖的抑菌活性越高。
壳聚糖的排脂功效
除动物实验表明壳聚糖有抗自由基和明显的预防脂肪肝形成的作用外,人体实验也证明了壳聚糖有类似的作用。最近有学者让11个节段性回肠炎病人每天服用7片含有壳聚糖和维c的药片,结果表明,大多数病人肠蠕动显著增加,粪便排泄物中脂肪的浓度明显变大。壳聚糖是一种弱的阴离子交换树脂,在肠内能与胆酸、胆固醇结合,随着粪便一起排出体外而起到降脂作用。
壳聚糖的排盐功效
壳聚糖分子中有-OH和- NH2对金属离子有较强的螯合能力,与铜离子螯合作用最强,其次为Ni、Zn、Co、Fe和Mn等,所以可排除人体内的重金属,起到解毒作用。
壳聚糖:可食性薄膜
壳聚糖具有抗菌、保鲜、易成膜等优点,对水果、蔬菜和肉类的保鲜效果和性能具有独特的性质。研究表明,壳聚糖能抑制果实的软化和褐变,保护果实的色泽,延缓果实衰老。壳聚糖涂膜剂能在食品表面形成一层可食性薄膜, 与被保鲜物质直接接触,降低腐烂率,起到保鲜果蔬、肉类食品的作用。有学者研究了壳聚糖涂膜在冷藏条件下对沙丁鱼品质变化的影响,结果表明壳聚糖涂膜能有效抑制细菌生长,并显著减少了挥发性碱和氧化产物的生成,提高了沙丁鱼的保水性和结构特性,减少沙丁鱼的腐败,延长了沙丁鱼3-5 d 的保质期。
壳聚糖:无限的开发可能
由于壳聚糖良好的生物安全性和生物功能性,在食品加工业上可用作食品填充剂、食物保鲜剂、增稠剂、食品抗氧化剂、果汁脱酸剂、果汁澄清剂、保水剂、稳定剂、脱色剂、乳化剂、抗菌剂、食品防腐剂、香味增补剂和功能性甜味剂等,且应用潜力非常大。由于壳聚糖的安全性、无毒性和可被生物降解性,在食品的涂膜保鲜方面的研究和应用也较多。
壳聚糖是一种从甲壳类动物外壳中提取的天然多糖,具有优异的生物降解性和生物相容性。壳聚糖作为一种绿色环保材料,在医药、食品、环境保护和农业等多个领域有着广泛的应用前景,成为当代重要的功能性生物材料之一。
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