虾蟹壳中的几丁质

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1、一般而言，虾蟹壳主要是由几丁质（chitin）、蛋白质与矿物质三种成分结合而成，重量大约各占三分之一，但是随着虾蟹的产地不同或是品种不同，其比例会有所改变，其中矿物质的主要成分是钙盐（碳酸钙）。目前大量生产几丁质（又称甲壳质）的方式，主要是以虾蟹的外壳或乌贼的软骨为原料，首先经洗净、干燥及粉碎，室温下用1当量浓度盐酸处理、离心、水洗后，再用摄氏100度的一当量浓度氢氧化钠水溶液处理，最后再以乙醇加热环流处理。其中使用盐酸是为了去除钙盐（或其它矿物质），使用氢氧化钠是为了去除蛋白质，而使用乙醇是为了去除脂质与色素。所得到的几丁质为白色粉末状，重量约占干虾蟹壳总重

2、的30％。何谓几丁质、几丁聚糖一、几丁质、几丁聚糖之命名　　几丁质及几丁聚糖之英文名分别为chitin，chitosan，是源自希腊字语意为铠甲的chiton(发音为ㄎㄞㄊㄨㄥ)，因而正式之英语发音分别为“ㄎㄞㄊ一ㄥ(chitin)”及“ㄎㄞㄊㄡㄙㄢ(chitosan)”；日本人则依来外语发音方式分别称之为“ㄎ一ㄘ一ㄥ(kichin)”，“ㄎ一ㄊㄡㄕㄢ(kitosan)”；中国则依来自甲壳类动物而将之统称为“甲壳素”或“甲壳质”。至于我国何以会将chitin称为“几丁质”，而将chitosan称为“几丁聚醣”实难考究，本人推测可能是不知哪位学术界前辈依照传统(

3、标准)的英语发音方式，将chitin发音为“ㄔ一ㄉ一ㄥ”，因而直接将之译为“几丁”，至于“质”则可能是采用蛋白质或脂质等化合物皆有质字结尾，因而于“几丁”后面加上“质”而成了所谓的“几丁质”。另外有关“几丁聚醣”的译命方面，何以会于“几丁”后面加上“聚醣”，推测可能是与此类物质属于多糖类有关。二、几丁质、几丁聚糖之分布　　几丁质在自然界中分布极为广泛，于植物细胞壁的组成分、动物中的上角皮层组织(epitheliumcuticle)、海洋无脊椎动物、昆虫的外壳以及真菌菌体的细胞壁中，都可发现几丁质的存在。表三所示的乃是一些甲壳类(crustacea)、昆虫(in

4、sects)、软体动物(molluscan)的器官以及真菌(fungi)中的几丁质含量，其中以甲壳类虾蟹壳的几丁质含量最高。表三　含几丁质之部分代表生物种类几丁质含量（%）生物种类几丁质含量（%）甲壳类鳌蟹金蟹蓝蟹红蟹小虾沙虾龙虾72.1（器官外壳重）35（干体重）14（湿体重）1.3～1.8（干体重）5.8　（干体重）28（外壳总干重）69.8（器官外壳重）软体动物类蛤壳牡蛎壳乌贼南极虾6.1（外壳总干重）3.6（外壳总干重）41(软骨总干重）40～52（外壳总干重）昆虫类蟑螂甲虫山渣虫双翅虫蝴蝶蜡虫10（干体重）5～15（干体重）31.3（器官外壳重）54

5、.8（器官外壳重）64（器官外壳重）33.7（器官外壳重）真菌类黑麦霉点青素奇异青霉啤酒酵母蓝42（细胞壁干重）8.5（细胞壁干重）20.1(细胞壁干重）2.9（细胞壁干重）19（细胞壁干重）　　自从1980年代末期几丁质及几丁聚糖被认为是“最后之生质”(thelastbiomass)以来，此类多醣类资源亦就一直被研究着，其中包括应用研究、免疫反应机制等之基础研究、相关之酵素学研究等。三、几丁质及几丁聚醣之构造　　几丁质、几丁聚醣、纤维素之构造如图一所示，三者间之构造极为类似。推测全球几丁质之年间生合成量约1×109公吨，是为仅次于纤维素(1×1,011公吨)

6、之最丰富天然有机物，至于几丁质的年产量则仅次于纤维素。纤维素分子全是经由葡萄糖(glucose)以β-1,4的方式键结而成，至于几丁质及几丁聚糖虽亦是为β-1,4键接结，然而所含的单体却是葡萄糖胺(glucosamine)及N-乙醯葡萄醣胺(N-acetylglucosamine)。有关几丁质及几丁聚醣两者之间的区分，实际上尚无一定之标准。有报告指出，几丁质之N-乙醯葡萄醣与葡萄糖胺的比例约为5：1(亦即去乙酸度约为16.7)；而几丁聚醣则是几丁质之去乙醯化物的总称。　　几丁质经由X射线之研究，依其双股螺旋以及对称轴分子的排列方向，可分为α、β以及γ三种类型：

7、α型的几丁质为斜方晶纟(rhombic)，其二股双螺旋呈反向平行(antiparallel)排列，其构形最细密，质地较为坚硬，在自然界中，此类型的几丁质属最普遍的构形，大部分的昆虫或甲壳类(虾、蟹)的几丁质即属此类。β型几丁质为一单斜晶系(monoclinic)，其两股双螺旋呈平行(parallel)排列，此类几丁质的组织较为松散，易被几丁质酶(Chitinase)所分解。加为贼中的软骨(squidpen)即属此类，此型几丁质经6N盐酸处理可转变为α型。最后γ型则为α型和β型的混合体，如藻类和真菌所含的几丁质即属此类。几丁质、几丁聚醣之生产　　水产废弃物之化学

8、组成，依原料种类及取得部位之不同而会有