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甲殼類動物外殼的結(jié)構(gòu)材料就是甲殼素,它既有生理作用,又能保護機體防止外來機械性沖擊;同時,還具有吸收高能輻射的性能。在真菌的細胞壁中,甲殼素與其他多糖相連,在動物體內(nèi),則是與蛋白質(zhì)結(jié)合成蛋白聚糖。蝦、蟹殼中的甲殼素與蛋白質(zhì)是共價結(jié)合,是以蛋白聚糖的形式存在的,同時伴生著碳酸鈣。甲殼素在蟹殼中呈纖維狀互相交錯或無規(guī)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并平行于殼面分層生長,蛋白質(zhì)以甲殼素為骨架,沿甲殼素層以片狀生長;無機鹽呈蜂窩狀多孔的結(jié)晶結(jié)構(gòu),充填在甲殼素與蛋白質(zhì)組成的層與層之間的空隙中。甲殼素與蛋白質(zhì)之間共價結(jié)合以蛋白聚糖的形式存在,1955年Hackman證明甲殼素和N-乙酰氨基葡萄糖(甲殼素的殘?zhí)腔┠芘cα——氨基酸、肽和角蛋白反應(yīng),得到穩(wěn)定的共價結(jié)合物,但這種結(jié)合物在某種pH條件下會分解
外觀呈白色或微黃色透明體,是2-乙酰氨基葡萄糖多聚體,其化學(xué)結(jié)構(gòu)與天然纖維素相似,分子中除存在羥基外,還含有乙酰氨基和氨基功能基團,可供結(jié)構(gòu)修飾的基團多,具有比纖維素及其衍生物更加豐富的功能性質(zhì),不溶于水、乙醇、鹽類和稀酸、稀堿;能溶于醋酸,形成玻璃狀膠體的可溶性甲殼素(也稱多聚胺基葡萄糖、甲殼胺、糖液甲殼素、殼聚糖等),它們可用于:①純化水和從海水中提取鈾的離子交換樹脂;②凝膠色譜柱的填充物和分子篩;③制備能被生物或酶降解的食物包裝膜或可溶性的體內(nèi)手術(shù)線;④培植植物或微生物的保水劑;⑤紡織品的防縮、防皺處理,直接染料或硫化染料的固色。
甲殼素不溶于一般的酸堿,化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,這是制約其長期得不到開發(fā)的重要原因。經(jīng)脫乙?;蟮臍ぞ厶?,呈白色至淡黃色的粉末,雖也不溶于水、堿溶液,但可溶于稀酸溶液中,包括無機稀酸 (鹽酸等) 和有機稀酸 (醋酸、乳酸、甲酸、抗壞血酸、蘋果酸等) 中。在檸檬酸、酒石酸等多價有機酸的水溶液中,則是在加熱高溫時溶解,在溫度下降后則呈凝膠狀。
甲殼素的應(yīng)用十分廣泛:
環(huán)境保護:殼多糖與其衍生物對多種金屬,特別是一些會造成嚴重環(huán)境污染的有害金屬,如鎘、銅、鎳、鉻等都有很好的螯合能力,所以在凈水,污水處理等方面很有前途。
礦石綜合利用:它對鋯、鈮、銣等都是有效的收集劑。
染料工業(yè)上的應(yīng)用:殼多糖可以制成高聚物型的染料。
造紙工業(yè)的添加劑
其他織物的整理劑
甲殼質(zhì)有一定協(xié)助溶菌作用。還能作為血液抗凝劑,創(chuàng)傷愈合劑等。用甲殼質(zhì)制作縫合線、制人造皮膚和傷口敷料、制人造血和止血海綿、制接觸眼鏡、其他方面的用途,包括用于粘合劑的填充劑、皮革整理劑、絮凝劑等等。另外,用于酶固定化、調(diào)料和飲料、日化用品都引起了廣泛的注意。