甲壳素

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几丁质的分子结构。几丁质是由两个N-乙酰葡糖胺作为单元,于β-1,4位置重复串联而成。

甲壳素(C8H13O5N)n,又名几丁质甲壳质壳多糖,是一种含氮的多糖类物质,为虾、蟹、昆虫等甲壳的重要成分。

几丁质为为长链状聚合物,是由约8000个葡萄糖的衍生物,N-乙酰葡糖胺作为单体聚合而成,是自然界的一种半透明而坚固的材料,常见于真菌的细胞壁和节肢动物(如虾、蟹)或昆虫外骨骼。几丁质与属多糖纤维素类似,都会构成纳米纤维或细毛状的晶体结构。在实际功能上,则近于构成皮肤的角蛋白,因为具有这些特性,几丁质在医学和工业上具有实用价值。

鸟类羽毛与蝴蝶翅膀的鳞片上常有由几丁质构成的层状、柱状或三维的纳米晶体结构,能以透过薄膜干涉而产生虹彩光泽。

详述[编辑]

蝴蝶的头部和胸部被坚硬的甲壳素板覆盖,而腹部被柔软的甲壳素覆盖。翅膀也是一层甲壳素膜。

甲壳素,英语为Chitin(IPA: [ˈkaɪtɪn]),日语音译为キチン質,因此常被翻译为几丁质,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)。

甲壳素为真菌的细胞壁和节肢动物的外骨骼里的主要组成部分,其他的动物多少也含有此物质。它是N-乙酰-D-胺基葡萄糖多糖体,一同用β-1,4模式(以相似的模式形成纤维素的葡萄糖单位),实际上甲壳素可能被描述成纤维素有一组氢氧根在一乙酰组替换的每单体上。这考虑到增加的在氢结合的聚合物之间,给这个聚合物增加强度。

以它不可变的形式,甲壳素是半透明,易弯和有弹性,和十分坚韧的。不过在节肢动物里它经常被更改,透过嵌入变硬的蛋白质基体里,形成大部份的外骨骼。通常昆虫的外骨骼不会更换,但幼虫或是类会换壳,因为甲壳素构成的外壳不会成长。

甲壳素是天然聚合物之一。透过如细菌微生物分泌的甲壳酶可能加速破坏它的结构,可能由于甲壳素的分解对简单的糖类有感受器。如果甲壳素被分析,将会生产酵素透过它把甲壳素分解到单糖氨水

甲壳素与壳聚糖(一个几丁质的更水溶性的纤维质衍生物,也称甲壳素)密切相关。它紧密和化学的纤维素相关,因为这是一种葡萄糖衍生物的长链。两种物质共成架构和强度保护生物体。

词源[编辑]

中文的几丁质是由英文“Chitin”一词直接取其发音而来,而英文的“Chitin”则是来自法语“chitine”,最早出现在1821年。更早在拉丁语中便已经以“chitōn”称软体动物,系取词自古希腊语的χιτον(khitōn),意“衬衣”或“罩袍”。此词汇可再追溯到中闪米特语支的“kittan”,系阿卡德语之“kitû”或“kita'um”意思是亚麻或亚麻布,也可溯至苏美语的“gada”或“gida”。[1][2]

历史[编辑]

1821年,法国南锡的植物园主管昂利·巴康诺特,注意有物质在没有溶解于硫磺酸的蕈中。他称之为“Fungine”。[3]

性质[编辑]

本品为白色无定性固体,不溶于水、稀酸、碱液及有机溶剂,溶于浓盐酸;用酸完全水解成甲壳胺(2-氨基葡萄糖)。 甲壳低聚糖Chitooligosaccharides,简写CHOS)是由壳聚糖(chitosan)经水解后产生的一类低聚合度(n=2~20)、是指2个~10个单糖以糖苷键连接而成的糖类总称,分子式为:(C6H11O4N)n

用途[编辑]

工业上[编辑]

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,作为稳定食物的食品添加剂和药品。甲壳素还可以作为染料、织物、黏合剂。工业的分离薄膜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。

医药上[编辑]

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,目前认为其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。

美容上[编辑]

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。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。

外部链接[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ chitin - Wiktionary
  2. ^ 美国传统英语词典:2000第四版,条目鳖
  3. ^ 死亡后的空贝壳:创造用强自然聚合体做成的一座废弃贝壳的山,甲壳素。现在化学家正在活用此物,史蒂芬·尼科尔,新代科学家发行1755,1991年2月9日。