文/上海芝能生物科技研究所 袁星荣

　　摘要：甲壳素是一种天然高分子化合物，无毒无味、耐热耐腐蚀、可生物降解，并具有独特的生理活性，本文主要讲述了甲壳素的发展变革，主要生理功能以及在食品工业中的应用。

　　关键词：甲壳素 第六要素 生理功能

　　甲壳素（chi tin）又名几丁质，在美国称为几丁聚糖，在欧洲称为几丁生态素，在日本称为"救多善"，在我国则称为人体生命第六要素，是自然界仅次于纤维素的一种多糖，同时，也是地球上数量仅次于蛋白质，居第二位的含氮有机化合物。在自然界，有机物数量最大的是来自于植物的纤维素，其次是甲壳素，每年其生物合成量约为100亿吨，是地球上第二大再生资源，其中海洋生物的生成量为10亿吨以上。而甲壳素主要存在于动物（如虾、蟹）的外壳，软体动物（鱿鱼、乌贼）的软骨和表皮，肢节动物的外壳和植物（如蘑菇）以及真菌（酵母、霉菌）的细胞壁中。由于纤维素与甲壳素的化学结构非常相似，所以，甲壳素可视为一种可食性的动物纤维素或一种可食性的生物碱。

　　纤维素和甲壳素都是六碳糖（六个碳原子组成的单糖分子）聚合而成，所以都是天然多糖。而甲壳素是唯一的碱性多糖。经结构分析，纤维素是由葡萄糖分子聚合而成，所以，称为聚葡萄糖；甲壳素（几丁聚糖）是由N-  乙酰-2-氨基-脱氧-D-葡萄糖以β-1，4糖苷键形式连接而成的多糖，称为聚N-乙酰基D-葡萄糖胺，或称多聚氨基葡萄糖。壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，甲壳素必须脱去乙酰基，变成第六要素，也就是聚（1，4）-2-氨基葡萄糖，才能对人体有用。甲壳素脱去乙酰基的程度叫脱乙酰度，脱乙酰度越高，对人体的保健效果也就越好。甲壳素的分子量大约在100万以上，甲壳素变成第六要素后，分子量可降低到5万以下，分子量越低，越有利于人体吸收。

　　一、甲壳素的发现和发展沿革

　　1、1811 年   法国学者布拉诺首先在蘑菇中发现甲壳质。

　　2、 1823年   法国科学家欧吉尔在昆虫外壳中也发现了类似物质，并正式命名为Chitin (几丁质)。

　　3、1859年  Rouger 将几丁质置于氢氧化纳溶液中，加热后发现可溶于有机酸。

　　4、1894年   Aoppe-Seuler 将几丁质改性后的可溶于有机酸的衍生物命名为Chitosan (几丁聚糖)。

　　5．1977年   4月在美国召开了第一届国际几丁质及几丁聚糖学术研讨会。

　　6．1986年   日本东北药科大学发表了几丁聚糖及其寡糖在癌细胞增殖上的抑制作用。同年，日本鸟取大学以动物实验证实了几丁聚糖具有降低血中胆固醇和中性脂肪的效果。

　　7．1990年   日本北海道大学的研究小组发现几丁聚糖可以防止癌细胞转移。

　　8．1991年   美国、欧洲的医学界、大学及营养食品研究机构相继投入研究开发，并将几丁质（几丁聚糖）与蛋白质、脂肪、糖、维生素和矿物质并列誉为人体六大生命要素。

　　9．1992年   日本爱媛大学医学部奥田拓道的研究小组证实几丁聚糖可以抑制血压上升。同年，日本水产厅也发表了相同的研究结果。

　　10．1993年  日本厚生省受理几丁聚糖作为癌细胞转移抑制剂静脉注射药品的申请。同年，国际学术研讨会上，几丁聚糖被定为"人体环保剂"。

　　11．1996年  中国几丁质研究会和中国保健科技学会在北京钓鱼台宾馆联合举办了首届中国几丁质国际学术研讨会。

　　12．2002年  1月中国老年保健协会老年病防止专业委员会将"第六要素"列为向全社会中老年人唯一推荐产品，并在全国范围内正式启动"人体健康与体内酸碱平衡"科普宣传活动。同年7月，中央电视台《健康之路》再次邀请有关专家，就"酸性体质与糖尿病并发症"做专题节目，强调了"第六要素"对改善酸性体质预防糖尿病并发症的作用。

　　二、甲壳素的主要特性

　　甲壳素在医疗上的应用主要以壳糖胺、壳聚糖（几丁聚糖）形式出现，因此，这里所指的是实际上是几丁聚糖的主要特性。

　　可溶于酸性溶液，形成带正电的阳离子集团

　　几丁聚糖的基本组成单位是葡萄糖胺，它的分子结构中存在氨基（-NH₂）,具有碱性，所以可以与酸反应生成盐类，形成了带正电的阳离子，因壳糖胺是由无数个葡萄糖胺分子组成，整个壳糖胺分子溶于酸后，形成了一个带正电的阳离子集团。

　　可被人体内的酶分解而吸收

　　植物性纤维素虽然也是由葡萄糖分子聚合而成，但人类不像牛、马那样，在胃内存在有专门分解纤维素的酶，所以无法消化吸收。但几丁聚糖可以由体内存在的溶菌酶、肠内细菌中含有的壳聚糖分解酶以及牛奶、鸡蛋中含有的卵磷脂分解成低分子物质而被吸收。

　　对细胞有很好的亲和性

　　几丁聚糖在体内的代谢产物氨基葡萄糖，是人体细胞的一个重要组成部分，如人体的重要物质-透明质酸，就是由葡萄糖胺和葡萄糖醛酸组合而成的；人体内另一种重要物质肝素，在其分子结构中也含有葡萄糖胺，因此，壳聚糖对人体有良好的亲和性，不会产生排异反应，所以，能够修复损伤细胞，活化人体细胞。

　　稳定性强

　　几丁聚糖粉末置密闭容器中，在常温干燥条件下保存，至少在三年内是稳定的。但吸湿或在水溶液中发生分解，并随温度的升高而加快，如在50℃放置6个月后，其平均分子量下降30%；如暴露在光线下，也会发生分解，遇光分解最强的波长是200nm~240nm的远紫外区域。随波长增长，分解反应减少。

　　安全性高

　　甲壳素是由虾蟹外壳提取的一种天然物质，而非化学制品，从提炼工艺来看是安全的。日本精密化学公司曾对甲壳素（几丁质、几丁聚糖）作过毒性试验，包括急性毒性测试、亚急性毒性测试等，结果证实其安全性是可以信赖的。

　　我国中国科学技术大学、上海第二军医大学毒理学教研室、中国科学院上海昆虫研究所等科研机构对甲壳素进行了一系列体外和体内的生物学实验，实验结果与国外报告是一致的。

　　三、甲壳素的主要生理功能

　　1、提高免疫，协同防癌抗癌 

　　2、全面调节，降糖降压降脂

　　3、吸附排毒，清除体内毒物

　　4、抑菌疗伤，保湿养颜美容

　　5、滋肝护肝，防治肝脏疾病

　　6、纠正酸体，调节酸碱平衡

　　7、改善肠胃，治疗骨骼疾病

　　四、甲壳素广泛应用于食品工业

　　甲壳素作为一种天然高分子化合物，无毒无味、耐热耐腐蚀、可生物降解，并具有独特的生理活性。近二十余年来，甲壳素和壳聚糖在医药工业、农业、纺织业、造纸业、化妆品、印染、膜材料、催化及分析化学等诸多领域发挥越来越重要的作用。

　　甲壳素和壳聚糖在食品工业中应该占有重要的位置。在日本，甲壳素或壳聚糖在食品工业中的应用数量要占总量的70%。我国在食品工业中的应用还比较少，其原因有三：一是研究开发工作与国外比较相对滞后；二是对消费者的科学普及力度不够；三是壳聚糖类产品价格较高，会明显提高食品的生产成本。我国应该借鉴日本等国家的经验，大力研发食品用的壳聚糖添加剂。

　　甲壳素也是一种功能性的高分子化合物，其分子链上具有特殊的氨基、羟基功能团，更适合与保健食品、功能性食品的开发应用。

　　甲壳素和壳聚糖在食品工业的应用归纳为三个方面。

　　（一）食品添加剂：如食品结构形状的控制，优化食品的风味，改善食品的流动性，控制粘度，增加食品中的纤维含量等。壳聚糖与酸性多糖反应，生成壳聚糖的酸性多糖络盐，此络盐呈肉状组织纤维，可作为组织形成剂，与猪肉、牛肉、鱼和禽肉等混合，制成优质和低热量的填充食品，也可通过添加香料、调料和色素等制成各种人造肉，供既喜欢吃肉又不能吃肉的人食用；可作为增稠剂和稳定剂用于蛋黄酱、花生酱芝麻酱、奶油代用品、含沙司罐装食品等；还可以作为调味品、豆腐凝固剂等。

　　（二）功能原辅料：如功能性食品包括降酸食品、减肥食品、肠内微生物群调节食品、补充微量元素食品，抑菌保鲜剂、可食性包装材料或缓释材料等。

　　（三）液体处理剂：饮用水的净化，从废水中回收蛋白质，饮料及酒类的澄清，如澄清糖汁、净化糖蜜、果酒和果汁的澄清，果汁脱酸和防止醋沉淀，降低液体中的总固体含量等。

　　由甲壳素的脱乙酰化，而生成的壳聚糖或壳糖胺，目前的市场定位，主要还是功能性的保健食品，如第六要素，鲟之宝、海生源、甲壳胺、甲壳质、救多善、济得生、奇特善等等，而在饮料、糖果、糕点等传统食品中的应用则相当的少。由于保健食品的服用对象是特定人群，这样，就给甲壳素和壳聚糖的应用范围受到了局限。国内外大量研究表明，甲壳素和壳聚糖是无毒的，美国食品与药品卫生管理局（FDA）已批准其为食品添加剂。近年来，我国甲壳素的研究和应用也取得长足的发展，一个研究开发应用甲壳素的热潮正席卷全球，科学家预言："21世纪将是甲壳质的时代"。