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甲壳质
甲壳质(C8H13O5N)n,又称甲壳素、几丁质,英文名Chitin。1811年法国学者布拉克诺(Braconno)发现,1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取。
淡米黄色至白色,溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。甲壳质的脱乙酰基衍生物(Chitosan derivatives)壳聚糖(chitosan)不溶于水,可溶于部分稀酸。
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。
- 中文名
- 甲壳质
- 英文名
- Chitin
- 别 称
- 甲壳质,甲壳素,壳聚糖,几丁质、甲壳素
- 化学式
- (C8H13NO5)n (203.19)n
- 分子量
- 161.16
- CAS登录号
- 9012-76-4
- EINECS登录号
- 222-311-2
- 水溶性
- 不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其它有机溶剂
- 密 度
- 1.75g/cm3
- 外 观
- 类白色无定形物质,无臭、无味
理化性质
一般通称:甲壳质,甲壳素,(经脱乙酰化后称为)壳聚糖.
英文名称:Chitin.
中文学名:几丁质、甲壳素
化学名称:β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖
别名:壳多糖、几丁质、甲壳质、明角质、聚乙酰氨基葡糖
分子式:(C8H13NO5)n
性状:外观为类白色无定形物质,无臭、无味。
能溶于含8%氯化锂的二甲基乙酰胺或浓酸;不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其它有机溶剂。
自然界中,甲壳质广泛在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真菌的细胞壁等。
甲壳质的化学结构和植物纤维素非常相似。都是六碳糖的多聚体,分子量都在100万以上。纤维素的基本单位是葡萄糖,它是由300~2500个葡萄糖残基通过β1,4糖甙链连接而成的聚合物。几丁质的基本单位是乙酰葡萄糖胺,它是由1000~3000个乙酰葡萄糖胺残基通过p1,4糖甙链相互连接而成聚合物。而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。
1.分子量 甲壳质是高分子量物质,其分子量可达100万以上。分子量越高吸附能力越强,适合工业、环保领域应用。低分子量容易被人体吸收。分子量为7000左右的几丁聚糖,大约含30个左右的葡萄糖胺残基。
2.脱乙酰基纯度 几丁质经过脱乙酰基成为几丁聚糖。几丁质因为不溶于酸碱也不溶于水而不能被身体利用。脱乙酰基后可增加其溶解性因此可被身体吸收。N-乙酰基脱去55%以上的则称为壳聚糖。
分布
(1)节肢动物主要是甲壳纲,如虾、蟹等,含甲壳素高达58%~85%;其次是昆虫纲(如蝗、蝶、蚊、蝇、蚕等蛹壳等含甲壳素20%~60%)、多足纲(如马陆、蜈蚣等)、蛛形纲(如蜘蛛、蝎、蜱、螨等,甲壳素含量达4%~22%);
(2)软体动物 主要包括双神经纲(如石鳖)、腹足纲(如鲍、蜗牛)、掘足纲(如角贝)、瓣鳃纲(如牡砺)、头足纲(如乌贼、鹦鹉)等,甲壳素含量达3%~26%;
(3)环节动物 包括原环虫纲(如角窝虫)、毛足纲(如沙蚕、蚯蚓)和蛭纲(如蚂蝗)三纲,有的含甲壳素极少,而有的则高达20%~38%;
(4)原生动物 简称原虫,是单细胞动物,包括鞭毛虫纲(如锥体虫)、肉足虫纲(如变形虫)、孢子虫纲(如疟原虫)、纤毛虫纲(如草履虫)等,含甲壳素较少;
(5)腔肠动物包括水螅虫纲(中水螅、简螅等)、钵水母纲(如海月水母、海蛰、霞水母等)和珊瑚虫纲等,一般含甲壳素很少,但有的也能达3%~30% ;
(6)海藻 主要是绿藻,含少量甲壳素;
(7)真菌 包括子囊菌、担子菌、藻菌等,含甲壳素从微量到45%不等,只有少数真菌如Olm ycetes和Triohamycetes不含甲壳素;
(8)其他动物的关节、蹄、足的坚硬部分,以及动物肌肉与骨接合处均有甲壳素存在。除此之外,在植物中也发现低聚的甲壳素或壳聚糖,一种情况是植物细胞壁受到病原体侵袭时,一些细胞壁中的多糖降解为有生物活性的寡糖,其中就有甲壳六糖,典型的例子是树干受伤后,在其伤口愈合处发现了甲壳六糖;另一种情况是根瘤菌产生的脂寡糖,也是甲壳四糖、甲壳五糖和甲壳六糖。


应用
工业
甲壳素在工业上被用于许多不同的用处。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。
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。 在生医材料上的相关应用研究非常多,具有良好的生物相容性、无生物毒性、价格低廉、容易改质、机械强度较好等优点。
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,且日本研究证实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。
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