甲殼素

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幾丁質的分子結構。幾丁質是由兩個N-乙酰葡糖胺作為單元,於β-1,4位置重複串聯而成。

甲壳素(C8H13O5N)n,又名幾丁質甲壳质壳多醣,是一种含氮的多醣类物质,为虾、蟹、昆虫等甲壳的重要成分。

幾丁質為为長鏈狀聚合物,是由約8000個葡萄糖的衍生物,N-乙酰葡糖胺作為单体聚合而成,是自然界的一種半透明而堅固的材料,常見於真菌的細胞壁和節肢動物(如蝦、蟹)或昆蟲外骨骼。幾丁質與屬多醣纖維素類似,都會構成奈米纖維或細毛狀的晶體結構。在實際功能上,則近於構成皮膚的角蛋白,因為具有這些特性,幾丁質在醫學和工業上具有實用價值。

鳥類羽毛與蝴蝶翅膀的鱗片上常有由幾丁質構成的層狀、柱狀或三維的奈米晶體結構,能以透過薄膜干涉而產生虹彩光澤。

詳述[编辑]

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。

甲殼素,英語為Chitin(IPA: [ˈkaɪtɪn]),日語音譯為キチン質,因此常被翻譯為幾丁質,化学名为8-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡聚糖,也称为聚(N-乙酰基-D-葡糖胺)。

甲殼素為真菌的細胞壁和節肢動物的外骨骼裡的主要組成部分,其他的動物多少也含有此物質。它是N-乙醯-D-胺基葡萄糖多醣體,一同用β-1,4模式(以相似的模式形成纖維素的葡萄糖單位),實際上甲殼素可能被描述成纖維素有一組氫氧根在一乙醯組替換的每單體上。這考慮到增加的在氫結合的聚合物之間,給這個聚合物增加強度。

以它不可變的形式,甲殼素是半透明,易彎和有彈性,和十分堅韌的。不過在節肢動物裡它經常被更改,透過嵌入變硬的蛋白質基體裡,形成大部份的外骨骼。通常昆蟲的外骨骼不會更換,但幼蟲或是類會換殼,因為甲殼素構成的外殼不會成長。

甲殼素是天然聚合物之一。透過如細菌微生物分泌的甲殼酶可能加速破壞它的結構,可能由於甲殼素的分解對簡單的醣類有感受器。如果甲殼素被分析,將會生產酵素透過它把甲殼素分解到單醣氨水

甲殼素與殼聚醣(一個幾丁質的更水溶性的纖維質衍生物,也稱甲殼素)密切相關。它緊密和化學的纖維素相關,因為這是一種葡萄糖衍生物的長鏈。兩種物質共成架構和強度保護生物體。

詞源[编辑]

中文的幾丁質是由英文「Chitin」一詞直接取其發音而來,而英文的「Chitin」則是來自法語「chitine」,最早出現在1821年。更早在拉丁語中便已經以「chitōn」稱軟體動物,係取詞自古希臘語的χιτον(khitōn),意「襯衣」或「罩袍」。此詞彙可再追溯到中閃米特語支的「kittan」,係阿卡德語之「kitû」或「kita'um」意思是亞麻或亞麻布,也可溯至蘇美語的「gada」或「gida」。[1][2]

歷史[编辑]

1821年,法國南锡的植物園主管昂利·巴康諾特,注意有物質在沒有溶解於硫磺酸的蕈中。他稱之為「Fungine」。[3]

性质[编辑]

本品為白色無定性固體,不溶於水、稀酸、鹼液及有機溶劑,溶於濃鹽酸;用酸完全水解成甲殼胺(2-氨基葡萄糖)。 甲壳低聚糖Chitooligosaccharides,簡寫CHOS)是由殼聚糖(chitosan)經水解後產生的一類低聚合度(n=2~20)、是指2個~10個單糖以糖苷鍵連接而成的糖類總稱,分子式为:(C6H11O4N)n

用途[编辑]

工業上[编辑]

甲殼素在工業上被用於許多不同的用處。甲殼素被用於水和廢水淨化,作為穩定食物的食品添加劑和藥品。甲殼素還可以作為染料、織物、黏合劑。工業的分離薄膜離子交換樹脂可製成甲殼素。加工紙的大小和強度也使用甲殼素。

醫藥上[编辑]

甲殼質的產物作為堅韌和強的材料利於作為外科線。另外有一些不尋常的特性,甲殼素加速人體傷口癒合,甲殼素甚至成為一個單獨的傷口癒合劑。 在生醫材料上的相關應用研究非常多,目前認為其具有良好的生物相容性、無生物毒性、價格低廉、容易改質、機械強度較好…等優點。[來源請求]

美容上[编辑]

甲殼素對細胞無排斥力,具有修復細胞之功效,並能減緩過敏性肌膚。甲殼素中亦含有高效保溼成份,它的β葡聚醣也能有效使肌膚含水保溼。

外部連結[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ chitin - Wiktionary
  2. ^ 美國傳統英語詞典:2000第四版,條目鱉
  3. ^ 死亡後的空貝殼:創造用強自然聚合體做成的一座廢棄貝殼的山,甲殼素。現在化學家正在活用此物,史蒂芬·尼科爾,新代科學家發行1755,1991年2月9日。