甲殼素之簡介與在農業上之運用:


◎甲殼素之簡介:

       甲殼素是幾丁質幾丁聚醣(幾丁胺醣)的合稱。幾丁質與幾丁聚醣是一種天然無毒性高分子,並且具有生物可分解性,它的構造類似纖維素,由1000-3000個N-乙葡萄糖胺(N -Acetyl 2- Amino -2 Deoxy -d -D =Glucose或n- Acetyl -d -Glucosamine)單體以B-1,4鍵所構成的直鏈狀高分子醣類。
       在自然界中幾丁質是地球上含量最豐富的胺基醣型式的多醣,含量僅次於纖維素;它主要存在於昆蟲類及水生甲殼類等無脊錐動物的外殼上,以及真菌類的細胞壁,它在生物體中所扮演的角色主要是用來作為身體骨架及保護作用。幾丁聚醣是幾丁質去乙基醯基產物,通常將幾丁質去乙醯基程度達70%以上即可變成可溶於酸性的幾丁胺糖產物。
       幾丁質與幾丁聚醣是由天然物質中所製取的生物高分子(biopolymer),與生物體細胞有良好的生物相容性(biocompatibility),不具有毒性且可以被生物體分解,具有生物活性,被視為最具有潛力的生物高分子。

附表:甲殼素之主要成分∼幾丁質與幾丁聚醣之簡介。。。

  幾丁質(Chitin) 幾丁聚醣(Chitosan)
化學式 (C8H13NO5)n 
n=1000-3000 

看結構圖→按這裡!!

(C6H11NO4)n 
n=1000-3000 

看結構圖→按這裡!!

型    態 無定形粉末 無定形粉末
溶解性 不溶於水、稀酸、鹼、酒精與其他有機溶劑中,可溶於濃鹽酸、硫酸、甲酸、LiCl -NN' -Dimethylactamide 不溶於水、鹼、酒精以及其他有機溶劑中,可溶於稀酸、Methanesulfonic acid
 
一般說來甲殼素具有四大特色:
第一、生物相容性,這使它適合於醫療相關的材料使用。
第二、生物再製性,這使它能夠被重製、重覆使用。
第三、生物分解性,這使它在使用後容易被生物分解,不會造成環境的負擔。
第四、生物活性,這使它不只適用於生物材料,更是一種機能性的材料。 

◎甲殼素在農業上之運用:

       甲殼素中的幾丁胺醣應用很廣,包括食品、農業、醫療器材、水處理材料及紡織纖維等不勝枚舉,但在此僅就對於甲殼素在農業運用上之抑菌力、抗菌力功能、及生物防制做部分的闡述。
       在過去二十年間,已經有應用甲殼素培養拮抗真菌和細菌之菌種來做許多農作物之生物防治的報告。Singh等人分離出兩個能分解幾丁質的細菌品系—Paenibacillus sp. 300Streptomyces sp. 385進行試驗,證實能在未經消毒而不含土壤之盆栽介質抑制「萎凋病」的發生。這兩個細菌品系皆會產生Chitinase去瓦解真菌的細胞壁,同時也會產生β-1,3-glucanase來增進分解幾丁質的活性,而其細胞壁的成份皆含有幾丁質,其能使N-acetyl-D-glucosamine (NAGA)從幾丁質被分解釋放出來,因而達到防治的目的,以下為甲殼素之部分特徵與作用:
一:
甲殼素之溶液因帶有正電荷,會與植物細胞表面(通常帶負電)緊密結合,可以利用作為藥劑及其他小分子營養成份連結於植物上延長其效果(作為展著劑之功能),並刺激葉孔細胞收縮,減低菌絲侵入途徑。也可吸咐於病菌表面抑制其繁殖,或與病菌表面鞭毛及套膜(通常亦帶負電)吸附凝集,抑制病菌繁殖。

二:刺激植物體產生自由酚化合物(Freephenoliccompounds)及甲殼素脢,自然對病菌產生毒性或抑制菌絲發育∼提高生物本身防衛機能,並因甲殼素於土壤中分解後能促進放射線菌的增殖,產生自然拮抗作用∼排除絲狀菌,改良土壤內微生物之生態。

三:甲殼素本身會產生凝集作用,對粘性土質能改其土壤團粒作用以促進通氣性、保水性及排水性,對作物的根部伸長,毛細根的發育有良好效果。

四:由於甲殼素本身具有抗菌、抗黴菌、吸著力、保水力及增強免疫力等機能,當葉露溶液於葉面噴灑時,對黴菌、蚜蟲、蜘蛛等害蟲及病原菌都無法寄居於作物上,因此對農藥使用相對就可減少,並可保持土壤原有的活力。

目前國內較常使用於國蘭之甲殼素製劑大略有兩種
一:千旺:「好成園藝」由日本進口。售價:500cc→$600      2000cc→$2200
二:葉露:2000年「瑞繐有限公司」由挪威進口之新產品(據說為食品級)。售價:1000cc→$500 ←詳細請點擊連結觀看!!