β-壳聚糖_在线百科全书查询
β-壳聚糖
甲壳素是一种天然多分子多糖，其分子量大于1000000（MW）。甲壳素具有5000个以上的由β-1->4 碳键相连的N-乙酰基-β-氨基葡萄糖。因其分子结构的不同，分为α-，β-，γ-三种类型。第一种，α-甲壳素占地球甲壳素总量的2/3，它具有不平行结构（螺旋结构）；第二种β-甲壳素存在于乌贼软骨中，具有平行结构，相对于α-甲壳素，其分子结合力（inter-molecular forces）更弱；第三种，γ-甲壳素是平行和非平行结构的混合物。作为甲壳素脱去乙酰基后的生成物壳聚糖，亦分为α-，β-，γ-三种类型。
规格
1、β-甲壳素：淡黄色丝状
2、β-壳聚糖：脱乙酰度85%,90%，
3、β-壳寡糖：脱乙酰度85%
分类
1）螃蟹、虾（甲壳类动物的壳）————α-甲壳素
2）乌贼（软体动物的软骨）——————β-甲壳素
3）昆虫表皮—————————————γ-甲壳素
生产
生产流程如下：
乌贼软骨→脱蛋白质→β-甲壳素→脱乙酰基→β-壳聚糖
大量的乌贼软骨被视为废弃物。但是乌贼软骨含有大量的β-甲壳素、蛋白质以及少量碳酸钙和类胡萝卜素，所以不可使用酸处理来去处矿物质，酸处理法通常用于α-壳聚糖的去除钙成分过程。β-壳聚糖仅使用碱处理和酶解，它不含任何有毒成分，因此比普通α-壳聚糖更安全。
在温和的（PH，温度）脱乙酰过程中，β-甲壳素很容易转化成α-结构壳聚糖。我司采用了独特的脱乙酰生产过程，因此β-结构壳聚糖含量达98%以上。
通过持续提高氢氧化钠的浓度、温度和发应时间，我司可生产高纯度β-壳聚糖。但是那将导致较低的黏度继而降低分子质量。因此，基于不同的目的，生产过程需要相应调整。
特性
1）分子结构分析
红外色谱（FT-IR ）
在1654cm-1附近，β-壳聚糖只有一个氨基峰 I（peak of amide），而α-壳聚糖则有许多氨基峰 I。氨基峰 II，β-壳聚糖和α-壳聚糖分别位于1598cm-1和1570cm-1。这点解释了β-壳聚糖和α-壳聚糖的分子结构区别。
由于分子结构更简单，分子间作用力更弱，β-壳聚糖具有四倍于α-壳聚糖的生理活性。
核磁共振色谱（NMR）
β-甲壳素有2个峰，CH3峰在23ppm,C=O峰在173ppm，这些峰在脱乙酰度达90%以上的β-壳聚糖中是观察不到的。α-甲壳素的C－3峰和C－5峰可以在73ppm和75ppm处观察到，但是β-甲壳素则显示只有一个峰在74ppm。这解释了α-甲壳素具有反平行结构（螺旋结构），其所有的氢氧基团都有氢键与之结合。这些氢键或在C－3、C－5之间，或在CH2OH、C-6之间。而β-甲壳素则只在C－2之间有氢键。这种区别就在于C－3和C－5的化学结构转换。在α-壳聚糖中，C－4峰可在82ppm观测到，但是这种C－4峰在β-壳聚糖中是观察不到的。
2）β-壳聚糖的理化性质
溶解性——壳聚糖不能100%溶于水，但是可溶于蚁酸、醋酸等有机酸和低浓度盐酸等无机酸。β-壳聚糖溶液的PH值取决于其含量和酸的类别，在PH值小于6时，保持溶液状态，大于6，则沉淀。
众所周知，由于其独特的分子结构，β-壳聚糖的溶解度远大于α-壳聚糖。因此，它可非常容易地用于各种食品添加剂，因为它可以很容易地在弱酸条件下降解以提高吸收率。
黏度——β-壳聚糖溶液的典型特征是高黏度，但是它的黏度是基于其分子量、脱乙酰度、离子强度和PH值。高温和延时导致较低的黏度。
活性——因独特的分子结构，β-壳聚糖具有高于α-壳聚糖40～50%的活性。β-壳聚糖表现出对金属离子和螯合物的吸附性，因此它可用作各种不可消化物的载体。并且，由于它可与放射性材料结合，因此可应用于放射性材料的清除。
稳定性——当β-壳聚糖需要加热以测试稳定性时，其分子结构不会发生任何改变。并且，β-壳聚糖放置于不同的环境下，比如黑暗、室内以及室内温度下2年的光照下，其外观、脱乙酰度都不会发生大的变化。些微注意一下β-壳聚糖的毒素测试，对于老鼠来说，在10克/公斤的剂量下任何毒素都不会出现。除此之外，在18克/公斤和16克/公斤的剂量下，释放性壳聚糖和蚁酸壳聚糖同样是安全的。
据报道，β-壳聚糖的安全性远远高于α-壳聚糖。
生理活性
1）控制胆固醇
人类健康的最大问题之一是胆固醇，它导致许多严重的疾病。壳聚糖有两个机制降低胆固醇。一个是阻止脂肪的吸收，另一个是将人体血液内的胆固醇排泄掉。首先，壳聚糖抑制那些助于脂肪吸收的脂肪酶的活性。脂肪酶分解脂肪使人体进行吸收。另外一个是排泄胆酸。一旦胆酸排泄，则血液中的胆固醇被用于制造胆酸。这两种机制使得壳聚糖成为强胆固醇清除剂。也有一些其他的胆固醇清除剂，比如消胆胺（cholestyramine）和盐酸降胆宁（cholestipol HCL）。但是这些不仅排泄胆酸和抑制胆固醇，并且产生便秘和肠胃功能紊乱的副作用。壳聚糖是一种天然材料，具有强大的阴离子吸附力，适用于降低胆固醇而没有任何副作用。此外，根据社会上对甲壳素和壳聚糖的报道，β-壳聚糖比于α-壳聚糖具有更高的蛋白吸附能力。
2）抑制细菌活性
β-壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，这种溶液特别含有氨基（NH2+）。这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抑制细菌活性，使其在医药、纺织和食品等领域有着广泛的应用。
3）预防和控制高血压
对高血压最有影响力的因素之一就是氯离子（cl-）。它通常通过食盐摄入。近来许多人都过量消费盐。血管紧缩素转换酶（ACE:Angiotensin Converting Enzyme）产生血管紧缩素II，一种引起血管收缩的材料，其活力来自氯离子。高分子壳聚糖象膳食纤维一样发挥作用，在肠内不被吸收。壳聚糖通过自身的氯离子和氨根离子之间的吸附作用，排泄氯离子。因此，壳聚糖降低血管紧缩素II。它有助于防止高血压，特别是那些过量摄入食盐的人群。在那种情况下，必须用高分子量的壳聚糖以增强效果。
4）吸附和排泄重金属
壳聚糖的一个显著特性是吸附能力。许多低分子量的材料，比如金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，都可以被壳聚糖吸附。特别是壳聚糖不仅可以吸附镁、钾，而且可以吸附锌、钙、汞和铀。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。这些金属离子在人体中浓度太高是有害的。比如，血液中铜离子（Cu2+）浓度过高会导致铜中毒，甚至产生致癌后果。现已证明壳聚糖是高效的螯合物介质。壳聚糖的吸附能力的大小取决于其脱乙酰度。脱乙酰度越大，吸附能力越强。
5）保持湿度
6）免疫效果
优点
1)β-壳聚糖比α-壳聚糖具有更高的蛋白吸附能力；
2)在降解酶（溶解酵素lysozyme、kitinase）的作用下，β-壳聚糖具有高于α-壳聚糖数倍的降解性；
3)β-壳聚糖很容易加工成线，适合做成线状或片状的医用材料；
4)β-壳聚糖比α-壳聚糖具有更高的亲和力和溶解性，适用于生产各类衍生物；
5)β-甲壳素比α-甲壳素具有更高的化学活性，该特性在其生成壳聚糖后不变；
6)β-壳聚糖的持水性高于α-壳聚糖；
7)在血清中，β-壳聚糖比α-壳聚糖更易降解吸收；
8)β-甲壳素属单纯地脱乙酰基，它比α-甲壳素更容易脱乙酰基为壳聚糖；
9)β-壳聚糖比α-壳聚糖具有更高的生物降解性；
10）β-壳聚糖表现出有选择性的高度抑制口腔链球菌生长的作用，同时并不影响其他有益细菌的生长，而α-壳聚糖则抑制全部存活的细菌。
