研究與開發(fā)歷史

早在400年前《本草綱目》中就有螃蟹殼應(yīng)用的記載這是甲殼素最早的應(yīng)用紀(jì)錄

1811年法國(guó)H.Braconnot教授最早分離出甲殼素他用溫?zé)岬南A處理蘑菇得到一些纖維狀的殘?jiān)?span id="jyv1zbn" class="myIcon">他以為是纖維素并命名為Fungine,意思是真菌纖維素12年后也就是1823年另一位法國(guó)科學(xué)家A.Odier從昆蟲的翅鞘中分離出同樣的物質(zhì)命名為Chitin即鎧甲信封的意思

1859年法國(guó)C.Rouget第一次分離出殼聚糖命名為Chitosan

從發(fā)現(xiàn)甲殼素后的一個(gè)半世紀(jì)甲殼素的研究進(jìn)展緩慢20世紀(jì)下半葉隨著對(duì)纖維素蛋白質(zhì)和甲殼素及其他糖類等生物大分子的研究有機(jī)化學(xué)誕生和發(fā)展起來甲殼素的研究重心也從歐洲轉(zhuǎn)向日本

1977年英國(guó)Muzzarelli教授發(fā)起并主持了第一屆甲殼素和殼聚糖國(guó)際會(huì)議以后每2年召開一次在1991年的會(huì)議上美歐的醫(yī)學(xué)科技界營(yíng)養(yǎng)食品研究機(jī)構(gòu)將其譽(yù)為第六要素

我國(guó)于1952年開始研究20世紀(jì)90年代是研究的全盛時(shí)期1997年研究開發(fā)課題列入國(guó)家科委九五攻關(guān)計(jì)劃歸屬863計(jì)劃2000年前后酶法生產(chǎn)殼寡糖的方法被攻克二甲殼素及其衍生物的概念

甲殼素是乙酰氨基葡萄糖組成的聚糖殼聚糖是甲殼素通過強(qiáng)堿水解或酶解后脫去部分乙酰基的衍生物是氨基葡萄糖的聚糖

殼寡糖是殼聚糖降解后的衍生物現(xiàn)在把由20個(gè)以下氨基葡萄糖組成的低聚殼聚糖稱為殼寡糖乙酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖不是葡萄糖在體內(nèi)也不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?span id="mjhv7uw" class="myIcon">因此對(duì)血糖不會(huì)有不利影響甲殼素經(jīng)脫乙酰基處理得到殼聚糖再經(jīng)過進(jìn)一步降解就成為殼寡糖

甲殼素是第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品也是在日本第一個(gè)被批準(zhǔn)的功能性食品但是甲殼素不溶于水堿一般的酸和有機(jī)溶劑只溶于部分濃酸是依靠人體胃腸道中的甲殼素酶溶菌酶等的作用少部分分解因此其吸收率較低服用量較大產(chǎn)生的服用反應(yīng)也高達(dá)70%%以上對(duì)甲殼素進(jìn)行化學(xué)處理脫掉其中的乙酰基就變成了殼聚糖殼聚糖已經(jīng)可以溶于稀酸比甲殼素進(jìn)了一步但是甲殼素和殼聚糖都是大分子分子量在幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)都不溶于水把殼聚糖降解為小分子就是殼寡糖殼寡糖可以直接溶于水因此吸收率大為增加服用量和服用后反應(yīng)大為減少

殼寡糖具有較高溶解度所以很容易被吸收利用具有許多優(yōu)于高分子量殼聚糖的功能是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域三糖復(fù)合物

甲殼素類物質(zhì)在包括人在內(nèi)的動(dòng)物的關(guān)節(jié)足的堅(jiān)硬部分以及動(dòng)物肌肉和骨結(jié)合處均有存在另外在我們體內(nèi)有一大類以氨基葡萄糖為重要組成成分的糖復(fù)合物它們是糖蛋白蛋白多糖和糖脂

蛋白質(zhì)是生命的體現(xiàn)者沒有蛋白質(zhì)就沒有生命人的血漿存在著一百多種蛋白質(zhì)其中有不下80種是糖蛋白在這些蛋白質(zhì)上為什么必須加上糖鏈呢糖鏈保證了糖蛋白的親水性也就是保證這些蛋白質(zhì)能溶于水如果我們體內(nèi)的大部分蛋白質(zhì)都凝固還能有生命嗎因此專家們認(rèn)為這是生命存在的前提而且糖鏈保護(hù)蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性減少它的破壞

糖鏈的另一個(gè)主要功能是作為信號(hào)分子

一切生命現(xiàn)象實(shí)際上都是機(jī)體內(nèi)細(xì)胞對(duì)胞外信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)并最終在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生特定效應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控的過程

我們現(xiàn)在處在一個(gè)信息社會(huì)信息的重要性我們都有體會(huì)如果沒有了互聯(lián)網(wǎng)電視報(bào)紙電話我們的社會(huì)會(huì)變成什么樣子那是很可怕的我們?nèi)梭w也是一個(gè)小社會(huì)人體內(nèi)部各組織器官和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和外部環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一對(duì)來自內(nèi)部和外部的各種信息作出及時(shí)和準(zhǔn)確的反應(yīng)信息的溝通是必要的先決條件細(xì)胞膜上有接受信息的結(jié)構(gòu)叫受體Ⅱ型糖尿病的發(fā)病原因就是胰島素受體出了問題受體大部分是糖蛋白其中糖鏈起著辨別和接受信息的作用又被稱為分子雷達(dá)或細(xì)胞天線

蛋白聚（多）糖的生理作用

蛋白聚糖構(gòu)成細(xì)胞間的基質(zhì)包括透明質(zhì)酸肝素硫酸軟骨素等對(duì)基質(zhì)的成分和功能起重要作用硫酸軟骨素能維持軟骨的正常性能角膜的膠原纖維間充滿了硫酸軟骨素使角膜透明

細(xì)胞是生活在基質(zhì)中的細(xì)胞是島嶼基質(zhì)就是海洋基質(zhì)的正常與否對(duì)細(xì)胞的功能起重要作用由于甲殼素類物質(zhì)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)上的重要性所以1991年在歐美國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上被定為繼蛋白質(zhì)糖脂肪維生素微量元素之后的第六生命要素

甲殼素類物質(zhì)這么重要就不能讓它缺乏那么我們體內(nèi)所需要的這些物質(zhì)從哪里來呢我們?nèi)梭w可以合成一些但是日本甲殼素協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)松永亮認(rèn)為跟蹤研究發(fā)現(xiàn)人到中年后自我合成甲殼素類物質(zhì)的功能幾乎完全喪失大量使用殺蟲劑使糧食中幾乎不含此物質(zhì)

按照松永亮教授的意見中老年人自我合成殼聚糖殼寡糖的能力下降故必須依賴于從食物中補(bǔ)充而我們從食物中能補(bǔ)充到的也不足這是由于食物鏈的破壞

遼闊的大地上昆蟲和農(nóng)作物共同生長(zhǎng)昆蟲死亡之后遺體在土壤中被分解甲殼素的分解產(chǎn)物也被植物吸收因此糧食和蔬菜中含有甲殼素及其衍生物成分殺蟲劑的大量使用塑料大棚的廣泛應(yīng)用以及無水栽培等新技術(shù)都阻斷了上述的演變過程食物鏈發(fā)生了破壞因此人從糧食和蔬菜水果中得到的甲殼素類物質(zhì)大為減少因此應(yīng)當(dāng)像補(bǔ)充其他營(yíng)養(yǎng)素一樣注意補(bǔ)充四甲殼素類物質(zhì)的生理保健功能

除了營(yíng)養(yǎng)學(xué)作用外甲殼素和殼寡糖還具有重要的生理保健功能這些作用具有一個(gè)鮮明的特點(diǎn)就是針對(duì)細(xì)胞起作用細(xì)胞是構(gòu)成人體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位細(xì)胞正常人才能健康因此這一作用具有整體性

殼寡糖對(duì)細(xì)胞的作用首先是促進(jìn)細(xì)胞增生被實(shí)驗(yàn)證實(shí)的就有皮膚骨骼胰島心肌神經(jīng)肝臟等因此并非局限于個(gè)別的細(xì)胞另一方面對(duì)細(xì)胞有保護(hù)作用可以延長(zhǎng)細(xì)胞在體內(nèi)的存活時(shí)間

這些作用有以下幾方面的意義⑴增強(qiáng)功能如實(shí)驗(yàn)證明殼寡糖對(duì)胰島細(xì)胞增生有明顯的促進(jìn)作用這一點(diǎn)對(duì)于糖尿病人的康復(fù)具有重要的意義⑵促進(jìn)愈合很多疾病和創(chuàng)傷都存在一個(gè)病灶愈合的問題病灶愈合的前提就是細(xì)胞的增生這一點(diǎn)從殼寡糖促進(jìn)試驗(yàn)性兔骨骨折愈合的實(shí)驗(yàn)中可以清楚顯示出來⑶抗衰老細(xì)胞再生能力減弱大量衰老細(xì)胞得不到更新使得細(xì)胞趨于老齡化這是早衰的主要原因⑷減少細(xì)胞的損傷對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用異丙基腎上腺素造成心肌細(xì)胞的大片壞死應(yīng)用殼寡糖進(jìn)行保護(hù)壞死明顯減輕顯著優(yōu)于心得安的保護(hù)作用

1.免疫功能

非典的流行給我們上了一堂保健和免疫課現(xiàn)在大家都非常關(guān)注免疫功能人們逐漸認(rèn)識(shí)到最終保護(hù)人體免于或減少傷害的是我們自身的免疫系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)證明殼寡糖使白介素-1（IL-1）增加3.4倍白介素-2增加2.7倍可激活殺傷細(xì)胞如NK細(xì)胞LAK細(xì)胞等并產(chǎn)生INF-γTNFα等細(xì)胞因子還可直接作用于B細(xì)胞并分泌免疫球蛋白（Ig）

因此對(duì)免疫的兩個(gè)環(huán)節(jié)細(xì)胞免疫和體液免疫殼寡糖都有明顯改善作用

2.輔助防治腫瘤

除免疫防護(hù)功能外免疫的另一個(gè)作用就是腫瘤監(jiān)視我們每天要有大約7000億到10000億個(gè)細(xì)胞制造出來就像工廠會(huì)出廢品每天我們體內(nèi)會(huì)有幾百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞不正常但是只要免疫功能正常就能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和清除不正常細(xì)胞防止腫瘤的發(fā)生這是消除來自體內(nèi)的危險(xiǎn)另一方面殼寡糖能保護(hù)細(xì)胞防止外來的致癌因素的誘變作用對(duì)腫瘤病人殼寡糖有直接抑制腫瘤細(xì)胞減少其轉(zhuǎn)移的作用和減少放療化療副作用的功能從而配合常規(guī)治療提高病人的療效

3.對(duì)糖尿病的作用

我們從上面的實(shí)驗(yàn)可以看出殼寡糖可以促進(jìn)胰島細(xì)胞增生因此胰島素分泌量增加氨基葡萄糖的堿性有助于提高體液的PH值這個(gè)值每提高0.1胰島素的活性就提高30%%同時(shí)對(duì)高血壓高脂血癥高粘血癥等造成并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素有改善作用就有利于減少和延后糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生

對(duì)糖尿病非肥胖性糖尿病小鼠隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組治療組用4%%殼寡糖對(duì)照組用蒸餾水做飲用水連續(xù)15周結(jié)果治療組有65%%降血糖作用明顯35%%降血糖有效對(duì)照組小鼠陸續(xù)死亡結(jié)論殼寡糖對(duì)糖尿病小鼠有治療和延長(zhǎng)生存期作用

4.甲殼素及其衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)其功能的影響

甲殼素及其衍生物的一些生理保健功能與該類物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)其中含有的氨基具有三個(gè)重要的特性

⑴堿性人體對(duì)體液酸堿度的要求是非常嚴(yán)格的PH值需要限制在一個(gè)很狹小的范圍內(nèi)否則生理功能就受到不利影響嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生酸堿中毒由于人體的分解代謝產(chǎn)物多是酸性的因此體液有酸性化的傾向專家們建議多吃堿性食品就是這個(gè)道理而甲殼素類物質(zhì)是天然存在的唯一堿性多糖其堿性是由其氨基決定的

⑵還原性也就是有抗自由基作用因?yàn)樽杂苫菐缀跛兄欣夏曷约膊〉闹匾l(fā)病機(jī)制因此抗氧化就非常重要

⑶吸附性可以結(jié)合很多有害的物質(zhì)

5.環(huán)保作用

目前環(huán)境污染正嚴(yán)重地威脅著人類的健康環(huán)境污染需要治理我們就可以選擇服用甲殼素類物質(zhì)的保健品來減少污染對(duì)自己健康的危害氨基葡萄糖的C2上有一個(gè)氨基C3上有一個(gè)羥基對(duì)具有一定離子半徑的金屬具有鰲合作用對(duì)重金屬的作用突出而對(duì)鈉鉀鎂鈣銨鋇等沒有明顯結(jié)合對(duì)色素苯酚多氯聯(lián)苯鹵素有吸附作用對(duì)鹵素中的氯離子的吸附和降壓作用有關(guān)因此1993年國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上甲殼素類物質(zhì)被定為人體環(huán)保劑環(huán)保衛(wèi)士

6.降脂作用

甲殼素和殼寡糖從腸道局部和全身兩個(gè)方面產(chǎn)生降脂和減肥作用甲殼素類物質(zhì)可以在腸內(nèi)形成溶膠與脂肪膽汁酸結(jié)合和包裹妨礙了小腸對(duì)它們的吸收從而起到降脂作用

膽固醇一方面從食物中吸收一方面可以體內(nèi)合成而且合成的量比吃進(jìn)去的更多HMG-CoA還原酶是膽固醇合成的重要催化酶抑制了它的活性就可以減少膽固醇的合成臨床上有一類重要的降脂藥物-HMG-CoA還原酶抑制劑如洛司他汀辛伐他汀等非常有效殼寡糖可以抑制HMG-CoA還原酶因此是一種天然的HMG-CoA還原酶抑制劑

對(duì)30例單純性肥胖人群的觀察服用甲殼素30天后血清總膽固醇由試驗(yàn)前的5.3±0.9mmol/L下降為4.4±0.5mmol/L甘油三酯由1.5±0.5mmol/L下降為1.1±0.2mmol/L血壓由129±12.3mmHg/85±8mmHg下降為120±10mmHg/80±6mmHg

7.對(duì)高血壓的影響

試驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查都證明吃的食鹽過多會(huì)增加高血壓這是食鹽中鈉離子還是氯離子的作用呢專家們用實(shí)驗(yàn)證明了是氯離子的原因氯離子可以激活血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性使能強(qiáng)烈收縮血管的血管緊張素Ⅱ大大增加血壓就會(huì)升高如果抑制了這個(gè)酶血壓就會(huì)下降臨床上有以卡托普利為代表一類有效的降壓藥物甲殼素類物質(zhì)可以減少氯離子的吸收因此也可以視為天然的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑

根據(jù)以上分析甲殼素殼寡糖的實(shí)際應(yīng)用是有充分的理論基礎(chǔ)的它必將為增進(jìn)人類的健康促進(jìn)疾病的康復(fù)和延緩衰老發(fā)揮重要作用