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壳聚糖的生物活性及其在保健食品中的研究进展##www.cdfds 简介:摘要:线形碱性高分子壳聚糖的生物活性,其应用已进展,就它在医药领域食品工业上的应用和进展作简要概述。  关键词:壳聚糖;生物活性;保健食品  壳聚糖,又称为脱乙酰甲壳素、甲壳胺,是甲壳素脱乙酰基而制得,其化学名为(1,4)一2一氨基一2一脱氧一β一D一葡聚糖。甲壳素又…
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壳聚糖的生物活性及其在保健食品中的研究进展##www.cdfds:http://dvhxpb.wang

壳聚糖的生物活性及其在保健食品中的研究进展##www.cdfds

   

  摘要:线形碱性高分子壳聚糖的生物活性,其应用进展,就它在医药领域食品工业上的应用和进展作简要概述。

  关键词:壳聚糖;生物活性;保健食品

  壳聚糖,又称为脱乙酰甲壳素、甲壳胺,是甲壳素脱乙酰基而制得,其化学名为(1,4)一2一氨基一2一脱氧一β一D一葡聚糖。甲壳素又名甲壳质、壳多糖,壳多糖是胺基多糖,于1881年法国学者布拉克诺首次从菌类提取于海洋节肢动物(虾、蟹)的甲壳中,也于低等动物菌类、昆虫、藻类细胞膜中,分布很。甲壳素及其衍生物壳聚糖是的自然资源,存储量仅次于维生素,地球上每年生成量达100亿t,海洋生物的生成量在10亿t,可以说是用之不竭的生物资源。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物.又名甲壳胺或可溶性甲壳质。是天然多糖中唯一的碱性多糖,壳聚糖经自然界中的壳聚糖酶、溶菌酶等的完全生物降解后生态体系的碳和氮循环,对地球生态环境起着的调控作用。甲壳素和壳聚糖资源,且价格低廉,但它的发展却一直缓慢。直到1977年,日本将壳聚糖用于废水的,并于同年在美国波士顿甲壳素和壳聚糖的国际会议,从此甲壳素和壳聚糖的开发应用才发展。。壳聚糖被应用在食品、化妆品,废水、重金属回收、生物、医药、纺织、印染、造纸等领域。

  1  壳聚糖的来源

  壳聚糖主要用化学方法从虾、蟹壳的甲壳素中提取。甲壳素在自然界中贮存量仅次于植物纤维,是天然聚合物,估计每年再生量可高达100亿t,是可再生的绿色资源,它主要分布于虾、蟹壳,节肢动物的外骨骼,软体动物的外骨骼与内骨骼及真菌等微生物的细胞壁中。在虾、蟹壳中含量约为20%左右。近年来国内外报道从丝状真菌的细胞壁中能提取高质量的壳聚糖。

  2  壳聚糖的制备

  传统上制备甲壳素、壳聚糖的方法是:水洗→稀酸去杂质→碱提→高锰酸钾脱色→亚硫酸还原制备甲壳素,然后脱乙酰基制备壳聚糖。此法繁琐。而李劲2次浸酸、一次碱煮的方法制备甲壳素及壳聚糖。与传统方法相比,此法许多优点:(1)此法对原料的要求较低,生、熟、河、海虾蟹均可使用,而且与新鲜虾蟹壳有同样的结果;(2)在萃取过程中无需高锰酸钾氧化脱色、亚硫酸钠还原的;(3)浸酸所用的盐酸溶液可以重复使用4次~5次,碱液亦可多次使用。。刘东超声波技术制备壳聚糖也的进展。当然,人们注意到传统的生产不少缺陷。学者出了微生物来提取甲壳素和壳聚糖的技术,国内已有从黑曲霉、米根霉细胞壁中提取甲壳素和壳聚糖的技术。生物的方法.提取壳聚糖许多优点,但此法的主要问题则是产量太低。

  3  壳聚糖的生物活性

  壳聚糖分子中含有氨基和羟基,是天然的高分子鳌合剂,可与许多重金属离子生成稳定的络合物,也可络合,离子交换作用对蛋白质、有机酸、氨基酸和酚类等物质吸附,壳聚糖天然活性多糖,经临床验证多种生理活性功能,且无毒副作用。

  壳聚糖提升免疫力、消化机能、降低胆固醇、调节人体酸碱平衡、吸附和排除体内有害重金属、减肥等多种保健功能,,营养学家将壳聚糖誉为继蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素与矿物质后的第六生命要素。

  3.1  降血压、降血脂、降胆固醇

  医学表明,血压升高与食盐中Cl-与Na+无关。带正电荷的壳聚糖可与Cl-,因其在体内的不溶性,不被吸收而被排泄于体外。从而使血压降低。

  当带正电荷的壳聚糖与带负电荷的胆汁酸时,在脂滴周围产生屏障,妨碍脂滴被吸收,低浓度壳聚糖能阻止脂肪消化酶活化使脂肪在空肠中吸收而以原形排出体外。壳聚糖与胆汁酸脂类乳化,吸收,从而降血脂功效。

  胆固醇在肝脏内转换成胆汁酸等消化酸后,进人小肠脂肪的分解代谢,而壳聚糖可以吸附胆汁酸等消化酸,使小肠内胆汁酸量降低,结果又肝脏内胆同醇转换成胆汁酸,从而降低了肝脏内胆固醇的含量。李铃等用壳聚糖分别对SD大鼠(远交群大鼠)血清TC(胆固醇)、TG(甘油三酯)、HDLC(高密度脂蛋白)的和对SD大鼠肝脏TC、TG做了壳聚糖能降低血清、肝脏组织内胆固醇含量和脂肪,对防治脂肪肝有。季君晖等壳聚糖对胆固醇的吸附与壳聚糖脱乙酰化程度及分子量有密切关系。壳聚糖脱乙酰化度,壳聚糖对胆固醇吸附量也

  3.2  机体免疫力

  从结构上看。壳聚糖是β—1,4糖苷键连接的多糖聚合物,可被降解成低分子壳寡糖和葡萄糖胺。葡萄糖胺可直接被人体,壳寡糖(是6个~10个糖基)体内活化后能杀死癌细胞的淋巴细胞、吞噬细胞系统活性和抑制癌细胞转移等功能来人体免疫力,抗肿瘤活性。壳聚糖能够体液免疫、细胞免疫和巨噬细胞功能,并NK细胞活性的作用,非特异性地对肿瘤细胞起杀伤作用,而使白介素Ⅱ的活性显着增高,有利于机体的免疫调控,并基础上了特异性免疫。壳聚糖低抗原性,能使交感和副交感神经均衡,而且还可以调节性荷尔蒙的分泌。此外,壳聚糖还能使体液,从而强化体细胞及免疫细胞的目的,人体免疫力。

  3.3  免疫调节作用

  黄俊平等给小鼠服用甲壳素和壳聚糖28 d,甲壳素剂量为100 mg/d/kg体重~3 000 mg/d/kg体重,壳聚糖剂量为80 mg/d/kg体重~1 000 mg/d/kg体重。结果显示甲壳素和壳聚糖均可绵羊红细胞诱导的小鼠迟发型超敏反应,小鼠的清溶血素抗体反应和巨噬细胞的吞噬反应。体外试验壳聚糖能刺激免疫球蛋白M的生成。Suzuki等报道.(GIcNAc)6强的抗念珠菌活性。Tokoro等甲壳低聚糖细胞免疫功能而对单核细胞增多性李斯特菌很强的抑制生长作用。

  3.4  抗肿瘤活性

  表明,食用壳聚糖属弱碱性物质,能T淋巴细胞和B淋巴细胞的活力,能免疫活性细胞的和质量,其抗癌作用。Suzuki等壳聚糖六聚体(GIcNAc)6经静脉注射对小鼠的S180(鼠肉瘤细胞株)实体肿瘤有很强的抑制作用。Tsukada等报道甲壳6糖对小鼠的刘易斯肺癌有抗转移作用。杜昱光等多种肿瘤细胞体外抑制试验表明,壳聚糖可直接抑制肿瘤细胞的繁殖,对肝癌细胞有抑制作用,对小鼠肝癌腹水细胞的生长也有

  3.5  对染色体的辐射防护作用

  电离辐射对DNA间接的损伤作用使体内电离产生自由基,如羟基自由基等,自由基对饱和脂肪酸、蛋白质及DNA非常敏感,破坏细胞内生命物质化学结构,干扰细胞功能,机体损伤,如自由基使DNA损伤,基因突变,自由基直接作用于蛋白质可使细胞功能。壳聚糖是带氨基阳离子的多糖聚合物,可将自由基迅速,清除体内自由基,组织损伤,保护组织。

  3.6  肠胃功能

  壳聚糖抑制胃酸、抵制胃溃疡及消炎等药理作用。壳聚糖溶于稀酸溶液后胶状液体,可黏附在胃壁上一层保护膜。能防止胃酸对胃部损伤面的刺激,预防和辅助治疗胃溃疡的作用。.壳聚糖可肠道有益菌双歧杆菌的生长和增殖,抑制大肠杆菌等有害微生物的生长,从而肠道微生态环境的作用。

  3.7  抑菌活性

  表明壳聚糖天然的抑菌活性,抑菌谱较广,对革兰阳性菌、革兰阴性菌和白色念珠菌均有抑菌。壳聚糖的抑菌机理,从结果来看,主要有几种:(1)分子量小于4 998 ku的壳聚糖可以透过细胞膜,小分子壳聚糖微生物细胞内,与细胞内带负电的物质(主要是蛋白质和核酸),使细胞的生理功能(例如DNA的复制和蛋白质的合成等)受到微生物死亡;(2)大分子的壳聚糖吸附在微生物细胞表面,一层高分子膜,阻止了营养物质向细胞内运输,从而杀菌和抑菌作用;(3)壳聚糖的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷之间的作用,了微生物细胞膜的通透性,引起微生物细胞死亡;(4)壳聚糖螯合剂,选择性地螯合对微生物生长起关键作用的金属离子,从而抑制微生物的生长和产毒,它是壳聚糖防腐保鲜功能的原因;(5)壳聚糖能够激活微生物本身的几丁质酶活性,当壳聚糖浓度足够高时,微生物的几丁质酶被过分表达.对其自身细胞壁几丁质的降解。从而损伤细胞壁。值得注意的是,壳聚糖不同的微生物的抑制作用的机理不同。Zheng Lcdfds.com等在pH5.5条件下,脱乙酰度为88.7%、浓度为1.0%的壳聚糖,对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌的抑制率几乎都为100%。

  4  在保健食品领域的应用

  对壳聚糖,人们开始注意壳聚糖的营养保健功能。壳聚糖被是继维他命丸、卵磷脂螺旋藻之后的代保健食品。

  4.1  三降保健食品

  医学,壳聚糖对人体三调节(免疫调节、pH调节、荷尔蒙调节),三排除(排除有害胆固醇、排除体内金属离子、排除农药及体内自由基等毒素),三降(降血脂、降血糖、降血压)作用,可用壳聚糖制造保健食品或添加剂添加到食品中。

  4.2  减肥保健食品

  壳聚糖膳食纤维性质,有膨胀和难于消化性,不被胃肠吸收。,壳聚糖可将脂肪等高热量值物质带出体外,从而抑制肥胖的产生。国外将壳聚糖制备成减肥保健食品。

  4.3  人体内铜的调节剂

  壳聚糖与金属离子的螯合潜在的应用价值,壳聚糖与铜的螫合是国内外得最多的。壳聚糖人体内铜的调节剂,既可作补铜剂,也可去除人体内多余的铜,因体内铜过量铜中毒,甚至诱发癌症。

  4.4  食品添加剂和甜味剂

  壳聚糖加入到牛奶后有利于肠道双歧杆菌的发育,能间接乳糖酶的生长,有利于人体对乳糖的吸收。

  4.5  延缓衰老保健食品

  壳聚糖有激活与人体内自由基消除剂的超氧化物歧化酶的作用,可帮助清除自由基,从而氧自由基对细胞的毒害,延缓衰老。高堆积密度壳聚糖与自由基消除剂(VC、VE等)可组成延缓衰老的保健食品。

  4.6  食物保鲜

  壳聚糖被用于水果(荔枝、猕猴桃)、食品(海产品虾等和腌制食品)的防腐、保鲜等。壳聚糖的极性基团使它对水有的亲和力和持水性,这对半干半潮食品的保湿有作用。壳聚糖经修饰后能做成可食用的保鲜膜,这类保鲜膜在保鲜、防腐、保湿等优于普通保鲜膜,又可在热水中原状,适合于固体和液体食品的包装。

  4.7  排毒保健食品

  壳聚糖易与金属螯合,可把对人体有害的金属螯合后排出体外,壳聚糖还可吸附有害有机物并将它排出体外。可用堆积密度的壳聚糖与成分,制备排除有害金属和有毒物的保健食品。

  4.8  补锌保健食品

  壳聚糖也用于制备壳聚糖锌络合物、壳聚糖铁络合物等,用于补锌保健食品中。

  4.9  胃肠道功能的保健食品

  壳聚糖调节肠道菌群作用,包括降低肠内细胞所产生的腐败物质;体内双歧杆菌增殖和抑制有害菌生长的功效;还可纠正肠道菌群失调,恢复肠道菌群生态平衡,肠道功能。

  5  展望

  壳聚糖生物医学食品领域应用的生物材料,它无毒、生物相容、可生物降解,在体内也能被于体液和组织中的溶菌酶降解,它以其独特的生理活性及的成膜性、保湿性、吸附性、抗菌性等特性应用在生命科学、食品保健工业。壳聚糖在国际市场上供不应求,壳聚糖多年来在国际市场上都一直着旺盛的市场销售的。在日本壳聚糖类保健品是该国特许的准许宣传疗效的功能型保健食品,美国的营养学界称壳聚糖为六大要素。并投入人力,物力,财力研制开产以壳聚糖为主要原料的代保健食品。,壳聚糖只溶于稀酸和某些特定的溶剂,大大限制了它的应用。人们对壳聚糖化学修饰,引入其它官能团,开发出更多的壳聚糖衍生物,必将大大扩展壳聚糖的应用范围。2010年5月23日,由化学会甲壳素专业委员会主办的“壳聚糖及其衍生物功能化应用”专家研讨会在上海科学会堂隆重,与会者21世纪壳聚糖在食品工业,是在保健食品工业领域会的应用。

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