编者按 自20世纪末以来，糖生物学和糖生物工程蓬勃发展，成为继基因组学、蛋白质组学研究之后，生命科学的最前沿领域，壳寡糖的研究是其中重要组成部分。我国壳 寡糖的制备和应用研究相继被列入国家“九五”科技攻关项目和“863”计划。2000年8月，“甲壳素生物降解制备低聚氨基葡萄糖（壳寡糖）的生产工艺研 究”项目通过了科技部成果鉴定，张树政院士为首的专家组一致认为该项成果整体水平国内领先，部分应用成果达到了国际领先水平。2007年1月，“国家公众 营养改善计划”实施的第一个公众营养改善项目--国家发改委营养改善OLIGO（寡糖）项目正式启动。2008年1月，中华预防医学会、中国未来研究会、 中国生物工程学会糖生物工程专业委员会、中国科学院大连化学物理研究所壳寡糖中心、保健时报社共同主办，启动了“中国卫生健康万里行•壳寡糖与人类健康工 程”。
寡糖是人体不可缺少的物质，对人类生命发生、发育和人体功能衡态维持以及生理、病理过程，都起着重要的“信息分子”作用。分子结构不同的寡糖，就像是 开启所有生命活动之门的钥匙，生命活动藉此被激活或抑制。糖生物学和糖生物工程研究的进步，必然对人类的营养和健康作出越来越大的贡献。
壳寡糖来源于甲壳素。植物纤维对很多人来讲已经不陌生了，但很少有人知道甲壳素是海洋动物（虾、蟹、鱿鱼等）所含的动物纤维素。甲壳素的化学成分与植 物纤维素相近，是目前为止自然界中唯一带正电荷的多糖类物质。甲壳素又名甲壳质、壳多糖。1811年，法国科学家布拉克诺(Braconnot)首先从蘑 菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合物，把它命名为蕈素（Fungine）。1823年，法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取到 这种物质，命名为几丁质（chitin），希腊语原意为“外壳”、“信封”的意思。 自然界中，甲壳素广泛存在于低等植物蕈类、藻类，节肢动物虾、蟹、昆虫的外壳，贝类、软体动物（如鱿鱼、乌贼）的外壳和软骨等，其每年生物合成的资源量高 达100亿吨，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源，其中海洋生物的生成量在10亿吨以上。节支动物如虾、蟹、昆虫的外壳中甲壳素含量最为丰富，占其 外壳总量的20%～60%，另外在一些真菌中也有很高的含量，如子囊菌、担子菌等。甲壳素在自然界中几乎以相等的循环速率产生和消失。环境中的微生物，主 要是细菌和真菌产生的甲壳素酶和壳聚糖酶等参与甲壳素和壳聚糖的降解，实现碳和氮循环，对地球生态环境起着重要的调控协同作用。
甲壳素有α，β，γ三种晶型。α-甲壳素的存在最丰富，也最稳定。由于大分子间强的氢键作用，导致甲壳素成为保护生物的一种结构物质，结晶构造坚固， 一般不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂和酸碱，化学性质非常稳定，可应用范围有限。甲壳素若脱去分子中的N-乙酰基就转化成为壳聚糖。这时它的溶解性大为 提高，因而其应用范围也变大了，在工业、农业、医药、化妆品、环境保护、水处理等领域有广泛的用途。
自然界中的甲壳素并不是单独存在的，它与无机盐及蛋白质紧密结合在一起，共同构成生物的骨架。当前人们利用甲壳动物的外壳制备甲壳素，工业化生产多以 虾、蟹壳为原料，采用化学方法，经过酸碱处理，脱去钙盐和蛋白质，即可得到甲壳素。甲壳素再经强碱在加热条件下脱去乙酰基得到壳聚糖。一般虾蟹壳中甲壳素 含量为20-30%，无机物（碳酸钙为主）含量为40%，其他有机物（主要是蛋白质）含量为30%左右。
近几年的最新研究发现，大分子的甲壳素经进一步脱乙酰及降解后，可以形成小分子化合物——壳寡糖。壳寡糖溶于水，具有更为特殊的生物学功能，其研究意 义重大，产品开发市场巨大。甲壳素诸多特殊的生物学特性，越来越受到学术界的关注。1977年第一届甲壳素国际会议后，先后已召开了十届国际会议，许多国 家及地区组织成立了专业从事甲壳素研究的学术组织。我国壳寡糖生物工程研究项目，先后列入科技部“九五”、“十五”攻关项目和“863”科技计划项目，得 到国家自然科学基金资助。（一）
《本文摘自糖科学基础与实践——壳寡糖与人类生活》
