甲壳素(chitin)也叫甲壳质、几丁、几丁质、明角质、壳多糖、壳蛋白、甲壳胺，1811年法国人HerriBracounof从菌类中提取出。甲壳素大量存在于低等动物尤其是节肢动物(如虾、蟹和昆虫)外壳之中，也存在于低等植物(如真菌、藻类)的细胞壁中。地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次就是甲壳素，自然界中每年生物合成的甲壳素远远超过其它氨基多糖，是一种丰富的自然资源。据日本学者估计，从海洋生物甲壳动物中提取甲壳素，年产量可达10亿t。甲壳素亦是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化合物。我国的虾、蟹及贝类产量极大，食用后剩下大量甲壳废弃物，即可作为生产甲壳素、壳聚糖的原料，又可以避免污染环境。

1 甲壳素、壳聚糖的性质

    甲壳素的化学名称是(1，4)-2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D葡萄糖，化学结构是由2-乙酰胺基-2-脱氧-D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键形式连接而成的多糖，分子量在100万以上，是唯一含氨基的均态多糖，结构与纤维素极为相似，是纤维素第二位上的羟基被酰胺基置换的产物。它是由生物合成再提取的天然产物，有良好的生物相容性，可被生物降解。甲壳素存在α、β、γ 3种多晶型物，α型最丰富、最稳定，不易分解，不易熔化，也不溶于水、乙醇、乙醚、稀酸(但能溶于醋酸)、稀碱，可溶于无机酸，但同时主链发生降解。甲壳素与浓碱反应生成壳聚糖。甲壳素是白色或灰白色、半透明、片状固体，其不溶性限制了应用范围，所以大多加工成壳聚糖使用。

    壳聚糖(chitosan)是由甲壳素经浓碱水解脱乙酰基后生成的产物，又称脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳素、聚氨基葡萄糖，化学名称是聚(1，4苷)-2-胺基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。它是白色或灰白色、略有珍珠光泽、半透明片状固体。不溶于水和碱溶液，可溶于稀有机酸及部分无机酸，如盐酸等，但不溶于冷的稀硫酸、稀硝酸、稀磷酸、草酸。壳聚糖溶液不能配制的太浓，对于中等粘度的壳聚糖也只能配制成百分浓度小于5％的溶液，当浓度太大时转化为胶体，甚至形成溶胀物。壳聚糖作为溶液存放和使用时，须处于酸性环境中。由于其具有缩醛结构，在酸性溶液中将发生壳聚糖降解，溶液粘度也随之下降。加入乙醇、甲醇、丙酮等，可延缓壳聚糖溶液粘度降低，以乙醇的作用最明显。壳聚糖甲酸溶液比壳聚糖乙酸溶液稳定。抗氧化剂维生素C对壳聚糖具有明显的促进降解作用。

2 甲壳素、壳聚糖的制备

    制备甲壳素的主要原料是水产加工厂废弃的虾壳和蟹壳。它们的成分中无机盐(主要是碳酸和磷酸的钙盐)约占45％，粗蛋白和脂肪占27％，甲壳素约20％(其中虾壳里占20％～25％，蟹壳里占17％～19％)。

2.1 甲壳素的制备

    将虾、蟹壳洗净干燥后，以5％稀盐酸于室温浸泡2h，除去原料中的碳酸钙；然后过滤、水洗至中性；再置于10％的NaOH溶液中煮沸2h脱蛋白，然后过滤、水洗至中性，干燥即得甲壳素。

2.2 壳聚糖的制备

    将甲壳素置于45％～50％氢氧化钠溶液中，在100℃～110℃水解4h或用40％的氢氧化钠溶液，于84℃±1℃的烘箱中保温17h，然后过滤、水洗至中性、干燥即得壳聚糖。为加快脱乙酰反应，可进行间断性水洗。

3 壳聚糖的脱乙酰度测定

    甲壳素脱乙酰基的程度，也就是壳聚糖中自由氨基的含量，直接影响到它在稀酸中的溶解能力、粘度、离子交换能力、絮凝性能和与氨基有关的化学反应能力，也是产品质量的主要标志之一。测定的方法很多，如酸碱滴定法、苦味酸法、胶体滴定法、银量滴定法、电位滴定法等，本文只介绍最简单的酸碱滴定法，该法不需特殊的仪器且重复性好。

    准确称取约0.5g壳聚糖样品放入20ml锥形瓶中(带塞)，加入30ml 0.1mol／l HCI标准液，不停的缓缓摇动，待壳聚糖完全溶解后加2滴甲基橙，用0.1m0l／l NaOH标准液滴定，记下NaOH的用量，根据反应前后HCI标准溶液浓度的改变即可算出样品的脱乙酰度。

4 应用

    甲壳素是19世纪初发现的，直到20世纪70年代，在提倡资源再利用的形式下，才逐渐被人们所重视，20世纪80年代以来，国外对甲壳素的研究发展迅速，发现甲壳素在医药、化工、环保、食品等方面均有广阔的应用前景，但甲壳素、壳聚糖作为饲料添加剂方面的研究不多，国内的研究更少。

4.1 对生产性能的影响

    印度人发现甲壳素能促进焙烤用小鸡的生长。将0.5％的甲壳素混入家禽饲料中喂养家禽，不但可减少饲料消耗，而且比不加甲壳素饲料喂养的家禽增重12％。美国学者研究表明，小鸡吃含有干乳清加甲壳素的饲料比吃不加甲壳素的饲料增重明显。日本人发现，壳聚糖与其衍生物可被小鸡和牛消化；母鸡连续1周吃含10％鳞虾壳的饲料后，其产蛋率比前周高8.8％；类似地，蚕吃含1％的甲壳素衍生物的饲料后，能提高产茧量5％，而对蚕无任何不良影响。胡品虎、梁双林(1994)报道，用添加1.5％的稀土甲壳素鲤鱼饲料饲喂僵鳗，8d后僵鳗活动能力明显增强，食欲增加，20d后体色好转。待僵鳗复苏后连续使用稀土甲壳素，其日增长率与正常鳗基本相似，比对照池普遍提高3.25倍～4.60倍；正常鳗鱼摄食稀土甲壳素后，其生长速度明显提高，并且摄食稀土甲壳素的鳗鱼体色有光泽、鱼体表面的粘液较清晰，而对照池鳗鱼则缺少光泽，体表粘液混浊，且有3％左右病鳗；稀土甲壳素还能有效降低饲料系数，僵鳗和正常鳗的饲料系数降低69.28％和26.47％。顾振权、宋锦昌(1991、1992)在稀土甲壳素对生长肉猪的效应研究中表明，在基础饲料一致的情况下添加稀土甲壳素剂量为0.2％、0.3％、0.5％和1％，试验组与对照组比较可提高日增重5.35％。10.17％，可节省饲料3％～14.37％，其中以添加0.5％为佳。

4.2 壳聚糖对脂肪代谢的调控

    鸡的脂肪过多是一个国际性问题，肉鸡85％以上的体脂作为能源贮存于脂肪组织(如腹部脂肪、皮下脂肪、肌间脂肪等)，血液内的脂肪和其它具有生理功能的脂肪最多占体重的2.5％(Lcenstva，1986)。皮下脂肪在鸡肉加工中要被剔除，因此，皮下脂肪和腹部脂肪的沉积都是浪费。而脂肪是高能量物，因此肉鸡大量沉积脂肪会导致饲料成本上升。

    壳聚糖能降低试验动物血脂和胆固醇(sugano等，1980)，由于其成分中的聚葡糖胺链带有4价铵离子，因此具有较高的阴离子交换性能，而能粘合胆汁酸，阻止胆汁酸循环，降低脂肪吸收，从而减少体脂的沉积量。在日粮中添加甲壳素对脂肪表观吸收率、血脂浓度或腹脂量没有影响，但是添加壳聚糖减少了腹脂吸收率和腹脂量(Shigeki，kobayshi等，1995)。补饲壳聚糖可使饲喂高脂肪日粮而导致的血浆苷油三酯浓度降低。因此在肉鸡日粮中添加壳聚糖可以控制脂肪沉积量，且不降低饲料利用率。
4.3 促进乳清的利用

    长期以来乳制品工业产生大量乳清，得不到很好的利用，浪费了大量的优质乳蛋白，其原因是乳清中含有大量乳糖。干乳清中含有13％的蛋白质，1％脂肪，8％的以钙和磷为主的矿物质，70％乳糖。

    双歧杆菌是动物肠道的正常菌群，双歧因子是促进双歧杆菌生长的一大类化合物，双歧因子的缺乏，将造成肠道内双歧杆菌的严重缺损，而乳糖的代谢主要靠双歧杆菌。因此，肠道内双歧杆菌的缺乏，则会造成乳糖的不吸收。李继珩(1985)研究发现，甲壳素摄入体内后可作为双歧因子的前体发挥作用。 Austin(1981)发现甲壳素可提高鸡对高乳糖干酪乳清的消化率。

4.4 其它功能

    甲壳素与壳聚糖可通过有机吸附来促使肝脏及肠道内有害毒素随之排出体外，缓解或减轻肝脏的解毒负荷，从而产生保护和强化肝脏功能的作用。甲壳素在治疗外科手术创伤中，有明显的止血、消炎作用，能与渗血和组织液形成致密的痂块，对创口起保护作用，使创伤在痂下愈合(张华荫，1996)。王述柏(1998年)在饲料中添加2％的壳聚糖可以改变鸡肉中高级不饱和脂肪酸(PUFA)的组成，并能降低鸡肉中胆固醇的含量，但作用机理有待进一步研究。