甲壳质

甲壳质又称甲壳素、几丁质，英文名Chitin，是一种从海洋甲壳类动物的壳中提取出来的多糖物质，化学式为(C8H13O5N)n。甲壳质是淡米黄色至白色，溶于浓盐酸、磷酸、硫酸和乙酸，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壳聚糖（chitosan）不溶于水，可溶于部分稀酸。

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。

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

分子式及分子量：（C8H13NO5）n (203.19)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。

它是一种线型的高分子多糖，即天然的中性粘多糖，若经浓碱处理去掉乙酰基即得脱乙酰壳多糖。甲壳质化学上不活泼，不与体液发生变化，对组织不起异物反应，无毒，具有抗血栓、耐高温消毒等特点。脱乙酰壳多糖是碱性多糖，有止酸、消炎作用，可降低胆固醇、血脂。

纯甲壳素是一种无毒无味的白色或灰白色半透明的固体，在水、稀酸、稀碱以及一般的有机溶剂中难以溶解，因而限制了它的应用和发展。后来人们在研究探索中发现，甲壳素经浓碱处理脱去其中的乙酰基就变成可溶性甲壳素，又称甲壳胺或壳聚糖，它的化学名称为（1→4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，或简称聚胺基葡萄糖。这种壳聚糖由于它的大分子结构中存在大量氨基，从而大大改善了甲壳素的溶解性和化学活性，因此使它在医疗、营养和保健等方面具有广泛的应用价值。甲壳素是地球上存量极为丰富的一种自然资源，也是自然界中迄今为止被发现的唯一带正电荷的动物纤维素。由于它的分子结构中带有不饱和的阳离子基团，因而对带负电荷的各类有害物质具有强大的吸附作用。同样它也能清除人体内的“垃圾”，达到预防疾病、延年益寿的目的。由于甲壳素具有这种独特功能，它被欧美科学家誉为和蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质同等重要的人体第六生命要素。

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。

（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。

医学名为：几丁聚糖（聚葡萄糖胺/壳聚糖）

（一）可被酶分解而吸收 　甲壳质是食物纤维素不易被消化吸收。若甲壳质和蔬菜、植物性食品、牛奶和鸡蛋一起食用可以被吸收。在植物和肠内细菌中含有壳糖胺酶、去乙酰酶、体内存在的溶菌酶以及牛奶、鸡蛋中含有卵磷脂等共同作用下可将甲壳质分解成低分子量的寡聚糖而被吸收。当分解到六分子葡萄糖胺时其生理活性最强。吸收部位主要在大肠。

（二）溶于酸性溶液形成带正电的阳离子基团 　甲壳质分子中含有氨基（一NH2。），具有碱性，在胃酸的反应下可生成铵盐，可使肠内PH值移向碱性侧，改善酸性体质。反应中生成带正电荷的阳离子基团，这是自然界中唯一存在的带正电荷可食性食物纤维。

（三）对人体细胞有很强的亲和性 　进入人体内甲壳质被分解成基本单位时就是人体内的成分，壳糖胺的基本单位是葡萄糖胺，葡萄糖胺是人体内存在的；而甲壳质的基本单位是乙酰葡萄糖胺，它是体内透明质酸的基本组成单位。因此，甲壳质对人体细胞有良好的亲和性，不会产生排斥反应。

（四）溶解后的几丁聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。因甲壳质分子中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，可用做化妆品保湿剂。

（五）甲壳质是天然纤维素（动物性食物纤维），没有毒性和副作用，其安全性和砂糖近似。（砂糖致死量为18g/kg，而甲壳质为16g/kg）。

（六）可螯合重金属离子，作为体内重金属离子的排泄剂。

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。

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。但是，任何事物都有其相对性，实际上胆固醇也是我们身体不可缺少的物质。他是构成脑、神经、性激素、细胞膜等的重要物质，而脂肪消化吸收时不可缺少的胆汁酸，也是胆固醇转化而来的。因此，胆固醇的值应保持在一个正常的范围之内。少了影响胆汁酸转化引起消化不良；一旦过剩，就会聚集在血管壁上，使血液循环恶化，引发动脉硬化等疾病。

低密度脂蛋白为胆固醇的主要携带者，胆固醇于肝脏转化为胆汁酸，储存于胆囊内，排入十二指肠将参与脂类的消化吸收过程，其后，95%的胆固醇被肠壁吸收入血重新回到肝脏，即所谓的胆汁酸的肝肠循环。小肠内的胆汁酸与甲壳质结合排出体外，使进入肝肠循环的胆汁酸大为减少。人体将肝脏以外的胆固醇运入肝脏，用来制造胆汁酸，最终促成体内胆固醇数量下降，血脂降低。

3）升高血液中高密度脂蛋白的含量

脂类与蛋白结合成脂蛋白，低密度脂蛋白则将胆固醇由肝脏运向周围组织，诱发组织硬化；高密度脂蛋白将周围组织的胆固醇运回肝脏。甲壳质降血脂，使血液中胆固醇含量下降，低密度脂蛋白数量也随之下降，高密度脂蛋白数量上升有助于防止动脉硬化的产生。

2、降血压的作用

1）体液调节作用：造成高血压的原因很多，其中体液内分泌调节占重要地位。实验医学证明，人体过量摄入氯化钠（食盐），使氯离子堆积，导致人体处于高血压状态。其机理为肝脏产生的血管紧张素源在血液中平时不显示活性，在转换酶（ACE）的作用下生成的血管紧张素Ⅰ是一种生理活性较低的中间产物，二次经转换酶（ACE）的作用生成的血管紧张素Ⅱ生理活性极强，作用于中、小动脉内膜使血压升高。氯离子是转换酶（ACE）的激活剂，体内适量的甲壳质溶解溶解后形成阳离子基团与氯离子结合排出体外，削弱了转换酶的作用，血压则无法升高。氯化物Cl¯ Cl¯ —→ACE激活 ————→ ACE激活 ————→ ACE激活 ↓ ↓ ↓ 血管紧张素源兴奋—→血管紧张素Ⅰ兴奋 —→血管紧张素Ⅱ兴奋 →入血

2）降血脂同时降血压：甲壳质降低血脂，多量的胆固醇由周围组织运回肝脏，中小动脉内膜沉着的胆固醇数量减少，血脂降低，血管内壁弹性转佳，促使血压下降。

3、降血糖的作用　糖尿病是由于胰岛素分泌绝对或相对不足，以及靶细胞对胰岛素敏感性降低造成糖、蛋白质和脂类代谢障碍，继而发生水、电解质代谢紊乱和酮体酸中毒。它是以高血糖为主要特征的内分泌代谢性疾病。

1）促进胰岛素的分泌：胰腺具有双重功能，即分泌消化液和胰岛素，胰岛素是一种激素，主要调节人体的糖代谢。甲壳质通过协调脏器功能促进内分泌，实现对胰腺功能的调节。首先是刺激迷走神经，兴奋大脑皮层的饥饿中枢和血管运动中枢，然后使胰腺的血管扩张，增加血液循环量，胰岛素的分泌量增加。改善胰腺的功能，活化胰岛细胞，促进β细胞分泌胰岛素。

2）强化胰岛素的活性：实验证明胰岛素的活性与体液的PH值（酸碱度）密切相关。胰岛素在酸性环境中是没有功能的，只有体液PH值7.4时发挥作用最好。PH值每降低0.1，胰岛素活性下降30%，糖代谢障碍，代谢不全，中间产物增加，体内有多量的二氧化碳堆积，体液环境偏酸性。）“八佰壹电粉甲壳质”能够提升PH值0.5个单位，从而使胰岛素的活性可明显改善。

3）提高胰岛素受体的敏感性：文献表明肥胖人的胰岛素受体敏感性下降。“八佰壹电粉甲壳质”降血脂后有良好的减肥作用，从而提高改善胰岛素受体的状况。

4）控制餐后高血糖：甲壳质吸收胃内的水分呈凝胶状与胃内物混合，体积膨胀，扩容效应使胃的排空时间延长，餐后血糖峰值下降时限拖后。

总的作用总结概述如下

① 促进胰岛β细胞分泌胰岛素；

② 增强胰岛素的活性；

③ 减缓餐后高血糖；

④ 维护肝脏机能，保证糖原储备；

⑤ 减缓预防糖尿病的并发症。

胆固醇是体内不可缺少的物质。除作为细胞膜的成分外，在体内可转化胆汁酸、类固醇激素和维生素D。胆固醇代谢正常对机体是有益的。但是胆固醇过多，积蓄在血管壁上，血管腔变窄，血流通过受阻。心肌缺血缺氧发生心绞痛。高胆固醇血粘稠易发生血栓，部分心肌坏死、心肌梗死。脑血栓可发生脑梗塞。

几丁聚糖可以降低胆固醇其机制为：

1．妨碍胆固醇在体内吸收

食物中的胆固醇进入体内后，需经酶的作用变成胆固醇酯才能在肠道吸收，这一过程需要胆汁酸参与。胆汁酸是表面活性物质，它对脂类有乳化作用。几丁聚糖很容易和胆汁酸结合并全部排出体外，由于胆固醇周围的胆汁酸消失，这种酶就无法将胆固醇转变成容易被肠管吸收的胆固醇酯。

2．妨碍脂肪的吸收 因为几丁聚糖是带正电荷的阳离子化合物，所以在体内它聚集在带负电的脂滴周围，形成屏障而妨碍吸收，同时它还可以和胆汁酸结合影响脂类乳化使其吸收减少。

3．促进胆固醇转化

胆固醇在肝脏内转化为胆汁酸，胆汁酸是消化液中的重要成分，在胆囊中有一定储量，胆汁酸通常在完成脂肪的消化和吸收后，由小肠再吸收回到肝脏，这就是胆汁酸的“肠肝循环”。因为几丁聚糖容易和胆汁酸结合并全部排出体外。那么，为了保持胆汁酸正常含量就必须在肝脏中将胆固醇转化成胆汁酸，其结果是血液中的胆固醇含量必然下降。

研究发现，肿瘤细脑表面比正常细胞表面具有更多的阴电荷．造成细胞表面电荷不平衡，于是使细胞之间粘附力下降，组织迈破坏。带阳电荷的聚阳离子电解质能吸附到肿瘤细胞的表面并使电荷中和，从而抑制了肿瘤细胞的生长和转移。但是，除了肿瘤细胞表面带阴电荷外，正常血液里的细胞尤其是红血球也带有较多的表面阴电荷。因此，带阳电荷的聚电解质必须对肿瘤细胞具有选择性，换言之，只有那些对肿瘤细胞表面有选择性吸附和电中和的带阳电荷聚电解质，才能成为特征的抗肿瘤剂。

壳聚糖具有直接抑制肿瘤细胞的作用。在含有 癌细胞的溶液中．加入0.5mg/m1壳聚糖溶液，24小时后癌细胞全部死亡。

这两种特定性代谢物："已-葡萄氨"和"已-乙醯葡萄氨"均是分子量约1,000的六体，确知是抗癌瘤的关键因素。日本治疗癌应用"几丁聚糖"静脉注射药物，效果超过一般抗癌药物达5倍之多，即获取来自"几丁聚糖"的水溶性衍生物寡，它们是属于分子量约1,000的低分子量物质，科学界称之为"低分子免疫赋活剂"！第三代"几丁聚糖"（甲壳素）就属于最新的低分子免疫赋活剂。在使用安全性方面，以老鼠为例，每公斤体重需服入18公斤"几丁聚糖"方可致死，可见"几丁聚糖"（甲壳素）比食用砂糖更安全。甲壳素不能直接抑制癌细胞，而是通过活化免疫系统显示抑制癌细胞的作用。

因此，在上述癌细胞溶液中加入同样浓度的甲壳素，24小时后癌细胞的存活率达94%。这是体外试验的情况，在体内试验，就可见到甲壳素发挥的作用。试验是在鼠的腹腔内移植 个艾氏腹水癌细胞或肿瘤细胞，在移植癌细胞或肿瘤细胞前的第6、第4和第2的三天，投喂精制甲壳素或卡介苗．共观察60天。试验结果表明，每天按每干克体重投喂50mg甲壳质，病鼠的治愈率都是67%，对照组却全都死亡，体内试验，甲壳素即能显示出对癌细胞或肿瘤细胞的治疗效果．在体外试验中却没有，这就说明了甲壳素不带阳电荷。对癌细胞或肿瘤细胞不起聚集粘附作用和电荷中和作用，所以不能直接抑制这些细胞，但能通过活性免疫系统达到抑制癌细胞的目的.

可见，通过对甲壳素的不断认识和研究，它会发挥重大作用，对人类的生命延续起到积极的作用。

甲壳素在室内空气治理方面的作用

在贝壳类物质中萃取出来的高分子天然材料甲壳素，甲壳素中富含的丰富氨基，但是必有经过脱乙酰之后才可以呈现出来。脱乙酰的浓度经过健康窝独特的脱乙酰工艺之后，其氨基呈现强大的作用吸附分解有机类有害气体。

利用特殊工艺在产品中所添加的奈米矽银均匀的分布在涂层的内外层。奈米级的银离子可在低的浓度下击穿微生物细菌的细胞膜，藉着破坏菌体中控制各种生化程序的销素活性，进而使细菌无法呼吸、代谢、生殖直至死亡。但细胞被消灭后，无机的奈米银离子并不会因此消失，而会再度由菌体中游离释出，继续与其他微生物进行作用并剪除之。如此周而复始的杀菌机制，可长时间地使涂层保有抗菌效果。

奈米级的物质可以填补修复细微裂痕；特殊的水性乳化树脂及天然蜜蜡配方，不含腐蚀性化学成份，不伤害物体表面，所含丰富矽油用途广泛。如此可以起到去污、亮光、上蜡、防尘的作用，同时具有高光泽度、耐磨持久。

健康窝除醛工程部充分利用系列产品的特点，根据污染浓度来搭配不同的治理产品和用量，综合利用涂刷、喷涂、雾化等施工工艺，可以一次性彻除甲醛等有机有害气体，同时具有杀菌防霉、护理等综合作用。其显著特点是施工简单，无需光照，一次性施工，作用时间快，效果持久，不会反弹。

室内空气治理是消除室内各种有害气体，主要包括甲醛，苯，TVOC等，并不是简单的去除装修异味。

所以在治理结束后不能以味道去除多少来衡量施工效果，去除有害气体的效果是靠检测结果来证实的。

当然，室内有害气体的减少势必会减小刺激性气味，但一些木制品的原木味是无法去除的。

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。

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。

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。

室温时，每100克甲壳素粉末可以吸附200～225克的40wt%的氢氧化钠溶液，其中吸水为100克左右。甲壳素的吸附值与碱溶液的浓度和吸附温度有关。在零度时，对于20～30wt%的氢氧化钠溶液，每100克甲壳素粉末可以吸附高达800克左右，其中水为600左右。甲壳素具有天然抑菌功效，广谱抗菌率非常高，90%以上的常见细菌在甲壳素纤维上不能存活；因此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。

颜色与甲壳素（甲壳质）的关系

几丁聚糖多由蟹壳等海鲜壳加工而成，以优质海蟹为原料的几丁聚糖是纯白色的；另外，几丁聚糖加工工艺中有需要除蛋白质，这是影响甲壳素纯度的一个重要指标，蛋白质去除不尽，颜色会偏黄，而且残留的蛋白质可能导致对海鲜过敏人群的过敏反应。

甲壳素应在用餐前约半小时内服用，使其能分布在消化道，等待食物的降临。服用时，应大量喝水，否则可能造成肠道的阻塞，甚至有排便不顺的现象。服用甲壳素期间，不要同时服用鱼油，否则两者的效果均会受影响。三餐连续服用甲壳素者，不要超过两个月，否则会造成脂溶性维生素缺乏，如果能适时补充综合维生素，则能得到改善。甲壳质适宜人群：肠道疾病者；便秘患者；高血脂者。