甲壳素介绍课件.ppt

甲壳素的研究进展 名称简介：1823年一位法国科学家从甲壳类昆虫的翅鞘中分离了一种类似植物纤维素的物质，他命名这种物质为Chitin。Chitin在《英汉化学化工词汇》（第三版）中译为“几丁质”、“壳多糖”、“聚乙酰氨基葡糖”、“甲壳质”；《辞海》中称其为“甲壳质”、“甲壳素”、“壳糖”；中文（包括港、澳、台）期刊和报纸上除了以上几种名称外还有“几丁”、“蟹壳素”、“蟹壳多糖”、“甲壳胺”、“几丁聚糖”、“几丁糖”、“明角质蛋白”、“明角质”、“壳蛋白”等等，十分混乱。 近年来我国学术界众多学者倡导并希望将“Chitin”统一译为“甲壳素”。 1.甲壳素的化学结构 甲壳素是N-乙酰-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1，4糖苷键形式连接而成的多糖。 壳聚糖甲壳素脱乙酰基聚合产物，使用价值高。 与制作壳聚糖的相关的研究近年也有一些，如： 甲壳素脱乙酰酶(CDA)是一种可以将甲壳素转化为壳聚糖的酶类，而壳聚糖在食品、医药、化工等领域有着广泛的应用，它的生物制备技术是目前国际关注的焦点问题。就CDA 的产生菌、酶的作用机理、酶的生物学功能等方面都已经进行了多方面的研究。 2.甲壳素的存在 地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次是甲壳素，前者主要由植物合成，后者主要由动物生成。 （1）数量： 估计自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨。甲壳素也是地球上除蛋白质外数量最大的含氮有机天然化合物。 （2）自然界中，甲壳质存在于低等植物菌类、藻类的细胞，甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳，高等植物的细胞壁等。 3.甲壳素研究简介 甲壳素的研究领域大都为以下几个方面： 1. 提取工艺； 2. 食品工业； 3. 环境保护； 4. 功能材料； 5. 医药卫生； 6. 农业； 7. 轻纺工业。 3.1 甲壳素在提取工艺上的研究 制备甲壳素的主要操作是：脱钙和脱蛋白。 此图为制备甲壳素的传统工艺。 如上图所示： 酸的作用即为脱钙，即用于浸泡虾蟹壳时使其中的碳酸钙 和无机盐变为水溶性溶液和二氧化碳等。 碱的作用即为脱蛋白，因为蛋白质在碱液中比在酸液中溶 解得较快也较完全。 这样剩余下来的就是甲壳素。 在提取工艺上的研究大多围绕着如何将脱钙和脱蛋白进行得更彻底更完全。 简单举例说明:《EDTA处理虾壳制备甲壳素的研究》黄俊娴，杨建男 实验原理： 传统工艺用虾壳制备甲壳素，一般是酸脱钙，用碱脱蛋白质，不仅消耗较多的酸和碱，且易破坏甲壳素的结构， 脱蛋白时往往还需加热。 前人Foster和Hackman曾用EDTA先在pH 9，后在pH 3条件下处理蟹壳，钙和蛋白质的脱除率为100%和95%（存在10%~20%的误差）。但是经实验测定，用该方法处理已粉碎的虾壳时，效果不如上述文献中的理想。 实验过程概述及结论： 根据pH 13时，EDTA-Ca的lgk′=lgk的特征，且EDTA的溶解度接近最大的特点，建立用EDTA在室温下一步处理虾壳制备甲壳素的方法，40 min时脱钙和脱蛋白率分别为100％和98.7％， 且EDTA可回收循环使用。 EDTA一步法处理虾壳制备甲壳素，可操作性强，操作步骤简单，生产周期短、原料和能量消耗小，生产成本低，对环境污染小等优点。且在制备甲壳素的同时回收了蛋白质等，使虾壳的利用价值增强。 3.2 甲壳素在食品工业上的研究 背景： 国内外大量研究表明，甲壳素和壳聚糖是无毒的，美国食品与医药卫生管理局（FDA）已批准其为食品添加剂。 在日本，甲壳素或壳聚糖在食品工业中使用的数量，要占到总量的70%。 归纳起来，甲壳素与壳聚糖在食品工业中的应用主要有以下三个方面： （1）液体的处理剂； （2）食品添加剂； （3）功能材料（如抑菌保鲜剂、减肥食品等）； （4）抑菌和保鲜作用。 1.液体处理剂 甲壳素和壳聚糖可作为许多液体产品或半成品的除杂处理剂和脱酸剂，对于除杂处理来说，实质上大部分也是发挥壳聚糖的絮凝作用。 在我国工业中，在以下方面已广泛使用它们：澄清糖汁、净化糖蜜、酒类除浊、果酒和果汁的澄清等。 2.添加剂 (1)组织形成剂：壳聚糖与酸性多糖反应，生成壳聚糖的酸性多糖络盐，次络盐呈肉状组织纤维，可作为组织形成剂，与猪肉、牛肉等混合制成优质和低热量的填充食品，也可以通过添加香料、调料和色素等制成各种人造肉。 （2）增稠剂