[科普中国]-甲壳寡糖

定义

甲壳寡糖与壳寡糖差异在于N上乙酰化的程度的不同，通常脱乙酰度≥85%的被认为是壳寡糖，而脱乙酰度≤15%的为甲壳寡糖。甲壳寡糖和壳寡糖分别是由甲壳素和壳聚糖（脱乙酰基甲壳素）降解而得。

制备1. 酸性水解法

将甲壳质用浓酸部分水解，在强酸的作用下，甲壳质的β-1,4-糖苷键断裂，再通过活性炭/硅藻土柱进行分，可获得包含单糖的甲壳寡糖。然后中和后可通过膜分离，凝胶过滤，甲醇沉淀，柱层析等方法精制甲壳寡糖。

2. 甲壳质酶制取甲壳寡糖

甲壳质酶在细菌、放线菌、霉菌等微生物中分布广泛。甲壳质酶可高效水解β-1,4-糖苷键。水解生成的N-乙酰几丁二糖较多，至今尚未发现专一生产三、四、五等甲寡糖的甲壳质酶。Usui等人在研究甲壳质分解酶的过程中发现，Nocardia orientalis IFO 12086株产生的甲壳质分解酶能有效地从低 聚合度几丁寡糖(GluNAc4/ GluNAc5 生产出高聚合度几丁寡糖(GluNAc6/GluNAc7)。

3. 溶菌酶生产甲壳寡糖

溶菌酶具有较强的糖转移 能力，可使低 聚合度的几丁寡糖生成高聚合度的几丁寡糖。有人利用溶菌酶由GluNAc2合成了GluNAc6和GluNAc7。

4. 化学合成法

现在采用壳聚糖酶水解壳聚糖生产壳寡糖已大规模的生产了，市面上的甲壳寡糖基本上都是以壳寡糖、醋酸酐为原料，化学合成甲壳寡糖。目前，能工业化生产甲壳寡糖的企业有弘海和长龙生物。

应用1. 食品领域

甲寡糖具有柔和甜味, 可作为食品素材加以利用。坂井等研究了肠内细菌利用甲壳寡糖的情况,发现不同菌株对不同甜度的寡糖都有不同程度的吸收,因此，甲壳寡糖有望作为乳酸菌的增殖促进剂应用于食品领域。甲壳寡糖也具有增强人体免疫力的作用，有希望在改善食品结构、提高食品保水性能方面有重要应用。

2. 医药

高分子甲壳质具有抗感染、抗癌作用，近年来，铃木等发现，甲壳寡糖和壳寡糖也有同样作用，特别是N-乙酰基壳寡六糖，具有的活性在所有的寡糖中最高。陈筱春等1研究发现，小鼠服用甲壳寡糖可提高机体红细胞免疫功能，减轻自由基介导的脂质过氧反应。职绚等2发现，甲壳寡糖对慢性肾衰竭大鼠有一定程度的改善作用，对肾组织有一定的保护作用。

3. 农业领域

甲壳寡糖在植物防病和抗病方面有着多种机制，除了作为信号分子，迅速激发植物的防卫反应启动防御反应系统，使植物产生酚类化合物、木质素、植保素、病程相关蛋白等抗病物质，并提高与抗病代谢相关的防御酶和活性氧清除酶系统的活性。甲壳寡糖还可对植物病原菌直接的抑制生长的作用。国内报道，甲壳寡糖不仅能激发烟草种子萌发及相关酶的活性，提高发芽率，3还能对烟草赤星病都有着很好的防治效果。另据报道，用甲壳寡糖处理小麦、马铃薯、玉米等作物，均可以增产10%-30%。

4、化妆品方面

甲壳低聚糖作为化妆品材料,效果很好,首先甲壳质的超微粉末可加速其渗透作用;其次,壳寡糖盐的水溶液可改善皮肤和毛发的保湿功能且具有很强的抑菌性,邵健、杨宇民在低聚氨基葡萄糖的吸湿、保湿和抑菌性质一文中对此作了很好的说明;再次,水溶性甲壳质衍生物可开发出皮肤护理剂、毛发加工保护剂和防晒剂。4

发展前景当今社会,由于人们的劳动强度加大,竞争意识增强,环境污染加重,使人们出现体内平衡失调、血管内积瘀,血液循环不良,机体老化,新陈代谢能力降低,人体对药物、营养物吸收能力下降等现象。而低分子或单分子氨基葡萄糖具有很强的渗透力和亲和力,容易透过人体的细胞膜,流通人体血管内的积瘀,使毛细血管正常工作,改善微循环,发挥其防病和辅助治病的保健功效。因此低分子和单分子氨基葡萄糖具有巨大的发展潜力。

另外,对甲壳低聚糖的化学研究包括分离、检出、结构鉴定、顺序测定以至合成,目前尚缺乏有效手段,远不如蛋白质、核酸所达到的研究水平。加强对不同分子量甲壳低聚糖与生物活性的构效关系的研究,了解其生物功能所对应的最佳分子量范围,建立新的分离技术,采用有效的新方法,这些方面的研制与开发都应提到十分重要的位置上来。4