甲殼素與殼聚糖簡介

甲殼素與殼聚糖簡介第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素與殼聚糖蝴蝶的頭部和胸部被堅硬的甲殼素板覆蓋，而腹部被柔軟的甲殼素覆蓋。翅膀也是一層甲殼素膜。第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素與殼聚糖甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)2甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名1甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用4甲殼素與殼聚糖的生產(chǎn)工藝3第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名：1811年H.Braconnot溫熱的稀堿容易反復處理蘑菇，首次發(fā)現(xiàn)甲殼質(zhì)，命名為Fungine（蕈素）；1823年A.Odier甲殼類昆蟲翅鞘中分離，命名Chitin1843年A.Payen發(fā)現(xiàn)Chitin與纖維素性質(zhì)不同

J.L.Lassaigne發(fā)現(xiàn)Chitin中有氮元素第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素(Chitin)：甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名：第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月纖維素：甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名：第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1859年C.Rouget將甲殼素浸泡在濃度KOH溶液中煮沸一段時間，取出發(fā)現(xiàn)可溶于有機酸中。1894年F.Hoppe-Seiler確認這種產(chǎn)物是脫掉了部分乙?；募讱に?，并命名為Chitosan。甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名：第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月殼聚糖(Chitosan)：殼聚糖是甲殼素的N-脫乙?；漠a(chǎn)物，一般而言，N-乙?；撊?5%以上就可以稱之為殼聚糖，這種脫乙酰度的殼聚糖能溶于1%乙酸或1%鹽酸。甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名：第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月中國古代醫(yī)著《神農(nóng)本草》、《本草綱目》、《千金藥食治》等都有關(guān)于螃蟹殼、甲魚殼、蟬蛹殼、比目魚軟骨入藥治病的記載。甲殼素與殼聚糖的發(fā)現(xiàn)與命名：第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月也稱幾丁質(zhì)(chitin)，殼多糖，學名為N—乙?！?—氨基—2—脫氧—B—D—葡聚糖，分子式為(C8HI3NO)是來源于海洋無脊椎動物的外殼，真菌細胞壁和昆蟲的外角質(zhì)層和內(nèi)角質(zhì)層的一類天然高分子聚合物，它屬于氨基多糖。Chitin在《英漢化學化工詞匯》（第三版）中譯為“幾丁質(zhì)”、“殼多糖”、“聚乙酰氨基葡糖”、“甲殼質(zhì)”；《辭?！分蟹Q其為“甲殼質(zhì)”、“甲殼素”、“殼糖”；中文（包括港、澳、臺）期刊和報紙上除了以上幾種名稱外還有“幾丁”、“蟹殼素”、“蟹殼多糖”、“甲殼胺”、“幾丁聚糖”、“幾丁糖”、“明角質(zhì)蛋白”、“明角質(zhì)”、“殼蛋白”等等，十分混亂。近年來我國學術(shù)界眾多學者倡導并希望將“Chitin”統(tǒng)一譯為“甲殼素”。甲殼素：甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月殼聚糖：也稱幾丁聚糖(chitosan)，它是由幾丁質(zhì)在堿性條件下加熱，脫去N—乙酰基后生成的。其學名為(1，4)—2—氨基—2—脫氧—B—D—葡聚糖。幾丁聚糖外觀是白色或淡黃色半透明狀固體，略有珍珠光澤。

甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素是N-乙酰-2-脫氧-D-葡萄糖以β-1，4糖苷鍵形式連接而成的多糖。殼聚糖甲殼素脫乙?；酆袭a(chǎn)物，使用價值高。甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素是白色或灰白色無定形、半透明固體，分子量因原料不同而有數(shù)十萬至數(shù)百萬，不溶于水、稀酸、稀堿、濃堿、一般有機溶劑，可溶于濃的鹽酸、硫酸、磷酸和無水甲酸，但同時主鏈反生降解。殼聚糖也是白色無定形、半透明、略有珍珠光澤的固體，因原料和制備方法不同，分子量也從數(shù)十萬至數(shù)百萬不等，不溶于水和堿溶液，可溶于稀的鹽酸、硝酸等無機酸和大多數(shù)有機酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。在稀酸中，殼聚糖的主鏈會緩慢水解，溶液黏度會逐漸降低，所以殼聚糖溶液應(yīng)隨用隨配。物理性質(zhì)：甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)特征:

研究證實，甲殼素與其他多糖一樣，其分子鏈也是螺旋形，XRD照片給出的螺距為0.515nm，一個螺旋平面由6個糖殘基組成。甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.含氧無機酸酯化:化學性質(zhì)：甲殼素和殼聚糖的羥基，尤其是C6-OH，可與一些含氧無機酸（或其酸酐）發(fā)生酯化反應(yīng)，類似于纖維素的反應(yīng)。

在含氧無機酸的酯化反應(yīng)中，最常見的是甲殼素和殼聚糖的硫酸酯。這些酯類的結(jié)構(gòu)與肝素相似，也具有抗凝血作用，而肝素的提取和生產(chǎn)較為困難，價格很高。肝素還有引起血漿脂肪酸濃度增高的副作用。甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.醚化:甲殼素和殼聚糖的羥基與烴基化試劑反應(yīng)生成醚（甲基醚、乙基醚、芐基醚等），廣泛用于日化工業(yè)。此外，用低分子冠醚通過接枝于高分子化合物分子上，可制備具有高分子化合物和冠醚化合物雙重結(jié)構(gòu)特性的高分子冠醚。3.氧化:

甲殼素和殼聚糖可以被氧化劑氧化。氧化劑不同，反應(yīng)的pH不同，機理和產(chǎn)物也不同，既可使C6-OH氧化成醛基或羧基，也可使C3-OH氧化成羰基（成酮），還可能發(fā)生部分脫氨基或脫乙酰氨基，甚至破壞吡喃環(huán)及糖苷鍵。甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4.螯合:甲殼素和殼聚糖的糖殘基在C2上有一個乙酰氨基或氨基，在C3上有一個羥基，它們都是平伏鍵，這種特殊結(jié)構(gòu)使得它們對具有一定離子半徑的一些金屬離子在一定的pH條件下具有螯合作用，尤其是殼聚糖。甲殼素與殼聚糖的性質(zhì)：第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

地球上存在的天然有機化合物中，數(shù)量最大的是纖維素，其次是甲殼素，前者主要由植物合成，后者主要由動物生成。

（1）數(shù)量：估計自然界每年生物合成的甲殼素將近100億噸。甲殼素也是地球上除蛋白質(zhì)外數(shù)量最大的含氮有機天然化合物。

（2）自然界中，甲殼質(zhì)存在于低等植物菌類、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。甲殼素與殼聚糖的生產(chǎn)工藝：第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月制備甲殼素的主要操作是：脫鈣和脫蛋白。

酸的作用即為脫鈣，即用于浸泡蝦蟹殼時使其中的碳酸鈣和無機鹽變?yōu)樗苄匀芤汉投趸嫉取?/p>

堿的作用即為脫蛋白，因為蛋白質(zhì)在堿液中比在酸液中溶解得較快也較完全。

這樣剩余下來的就是甲殼素。脫鈣和脫蛋白更徹底更完全?甲殼素與殼聚糖的生產(chǎn)工藝：第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月甲殼素與殼聚糖的生產(chǎn)工藝：甲殼素殼聚糖第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.甲殼素與殼聚糖在食品工業(yè)上的應(yīng)用：國內(nèi)外大量研究表明，甲殼素和殼聚糖是無毒的，美國食品與醫(yī)藥衛(wèi)生管理局（FDA）已批準其為食品添加劑。在日本，甲殼素或殼聚糖在食品工業(yè)中使用的數(shù)量，要占到總量的70%。

（1）液體的處理劑；（2）食品添加劑；（3）功能材料（如抑菌保鮮劑、減肥食品等）；（4）抑菌和保鮮作用。甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）液體處理劑

甲殼素和殼聚糖可作為許多液體產(chǎn)品或半成品的除雜處理劑和脫酸劑，對于除雜處理來說，實質(zhì)上大部分也是發(fā)揮殼聚糖的絮凝作用。

在我國工業(yè)中，在以下方面已廣泛使用它們：澄清糖汁、凈化糖蜜、酒類除濁、果酒和果汁的澄清等。（2）添加劑甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（a）組織形成劑

殼聚糖與酸性多糖反應(yīng)，生成殼聚糖的酸性多糖絡(luò)鹽，次絡(luò)鹽呈肉狀組織纖維，可作為組織形成劑，與豬肉、牛肉等混合制成優(yōu)質(zhì)和低熱量的填充食品，也可以通過添加香料、調(diào)料和色素等制成各種人造肉。（b）增稠劑微晶甲殼素可使水中分散體物質(zhì)的粘度不斷增加，可形成均勻的凝膠狀觸變分散體，可作為食品的增稠劑和穩(wěn)定劑，用于蛋黃醬、花生醬、玉米糊罐頭、奶油代用品等的制作。（c）調(diào)味劑（d）豆制品凝固劑（e）用于提取酵母甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）制作功能食品

殼聚糖有許多保健功能，如減肥、降血甘油三酯、降膽固醇、強化肝臟功能、調(diào)節(jié)腸內(nèi)微生物菌群、補充微量元素、排除體內(nèi)的毒素、清潔口腔保護牙齒等。甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（a）抑菌作用：殼聚糖以其獨特的結(jié)構(gòu)，對許多真菌具有抑制作用。已發(fā)現(xiàn)殼聚糖對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、小腸結(jié)炎耶爾森菌、鼠傷寒沙門菌和李斯特單核增生菌這幾種常見食物中毒菌具有較強的抑制作用。在日本已有將殼聚糖作為食品防腐劑的專利。（4）抑菌和保鮮作用（b）保鮮作用甲殼素和殼聚糖及它們的衍生物對果蔬具有明顯的保鮮防腐作用，這些作用來源于來源于它們很好的成膜性和抑菌作用，甚至能激發(fā)一些有益酶的作用及抑制一些有害酶的作用。殼聚糖具有很好的成膜性，將殼聚糖溶液噴涂到果蔬表面，干燥后即在果蔬表面形成一層無色透明的可食用薄膜，由于殼聚糖膜的獨特物理和生物學作用，可起到有效的保鮮、防腐效果。在殼聚糖溶液中可以添加增稠劑、表面活性劑、防腐劑改善其膜性能，增強保鮮防腐效果。甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）水處理的絮凝劑

如凈化自來水，生產(chǎn)飲用水的凈化，重金屬廢水的處理等；（2）污泥脫水劑（3）分離樹脂

可用來回收重金屬、核酸、核苷酸、氨基酸，作高壓液相色譜柱的載體，薄層色譜的載體。2.殼聚糖在環(huán)境中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在3個方面：甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3.甲殼素在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應(yīng)用：1.在毒理學方面：2.羧甲基殼聚糖具有抗心律失常的作用；3.降脂、降膽固醇和防治動脈粥樣硬化；4.提高機體的免疫能力：殼聚糖及其一些衍生物是很好的免疫促進劑；5.副作用：易造成營養(yǎng)吸收障礙和生長遲緩，尤其是造成脂溶性維生素的吸收和降低礦物質(zhì)的吸收。6.凝血作用和抗凝血作用：殼聚糖本身有很強的凝血作用，可是將其硫酸化后，又變成肝素類似物而具有抗凝血作用。7.抗腫瘤作用8.殺蟲、抗感染作用（前面所講抗菌作用）；9.醫(yī)用纖維和人造組織材料，如可制成手術(shù)縫合線、醫(yī)用纖維紙和膜、人工腎臟、人造皮膚、骨骼修護、人工肝臟和受傷神經(jīng)的修補；10.藥物載體；11.藥物制劑。甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4.甲殼素在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用：

甲殼素和殼聚糖在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究開展得并不多，主要作為飼料的添加劑和種子處理劑受到人們重視。此外還可用于液體土壤改良劑和農(nóng)藥載體。甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用：第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月5.甲殼素在輕紡工業(yè)方面的應(yīng)用：

殼聚糖在紡織印染工業(yè)中的應(yīng)用由來已久，目前是使用殼聚糖最多的行業(yè)之一。

在造紙工業(yè)中，殼聚糖也得到了應(yīng)用，國內(nèi)少數(shù)造紙廠已開始使用，用量已與紡織印染業(yè)差不多，但整個行業(yè)還未引起重視。