1。2。4 氨基葡萄糖的生产

氨基葡萄糖的主要生产方法可分为三种：甲壳素水解法、酶生物转化法和微生物 发酵法。目前工业上通常采用水解甲壳类动物外骨骼制取氨基葡萄糖，例如螃蟹外壳 和虾等。但水解甲壳素法消耗大量的酸碱造成环境污染、腐蚀设备、部分消费者服用 后会过敏；生物转化法生产的酶的价格高、一般要两种酶共同作用，转化时间长，生 产强度低，难于实现工业化生产。因此微生物发酵生产氨基葡萄糖吸引了越来越多研 究者的关注。相对于水解法和生物转化法，微生物发酵法具有以下优点：(1) 发酵时

间较短，生产强度较高；(2) 原料来源不受季节地域的限制，产品没有鱼腥味；(3) 对 环境污染比较小；(4) 产品来自微生物，服用后不会出现过敏。

图 1-1 乙酰氨基葡萄糖的合成途径

Fig。 1-1 The synthetic route of acetylglucosamine

(1)  水解法生产氨基葡萄糖

浓盐酸分解聚合物并且 N-乙酰葡糖胺脱去乙酰基从而获得氨基葡萄糖，而 N-乙 酰葡糖胺利用氨基葡萄糖的化学乙酰化中作用通过醋解生产。由于需求持续增长，氨 基葡萄糖可能被原材料的供不应求所限制，一些丝状真菌在他们的细胞壁中含有壳聚 糖，但是壳聚糖在真菌生物中含量极低，甚至不到干电池重量的四分之一。因此材料 来源受到很大程度的限制。

虽然生产氨基葡萄糖的主要方法是提取方法，但这种方法也是有可能受到限制 的，由于这些限制，满足不了人们日益增长的对氨基葡萄糖的需求。此外，因为原料 的预处理是复杂的，我们要考虑到生产以及提取工艺的科学技术是否到达先进水平， 获得产量可能在预处理时期就所剩无几。最后，从甲壳类动物中提取的壳聚糖不适于 对甲壳类生物过敏的人群。

(2)  酶法生产氨基葡萄糖

壳低聚糖是由 D-氨基葡萄糖(GLEN)和 N-乙酰氨基葡萄糖(GLcNAc)通过β-1,4-糖 苷键连接起来的低聚糖壳聚糖，而后经过水解产生的一类低聚合度(n 一般在 2～20) 同时可溶于水的氨基糖类化合物。相对于壳聚糖大分子而言，壳低聚糖具有一些独特

的功能性质，除了具有促进双歧杆菌的生长繁殖的能力以外，它还可以作为一种功能 性低聚糖。在以上提及的独特功能性质中包括了水溶性、良好的吸湿保湿性、极强的 抗菌抑菌性、抗肿瘤、降胆固醇和提高动植物的生理活性等功能[4]。由于壳低聚糖所 具有的各类独特的生理活性和功能性质，使得在保健食品、生物医药、日用化妆品、 医疗诊断和生物生理等各个领域氨糖壳低聚糖都具有独特的应用价值，因此壳低聚糖 大规模生产将会产生极大的经济价值。酶法制备壳低聚糖是用单一酶或复合酶对壳聚 糖进行生物降解而得到分子量较低的壳低聚糖，因为酶法降解的每一步过程和降解产 物的分子量分布更容易被控制，所以酶法降解过程通常较化学反应降解过程好的多， 因此我们可以方便对降解过程进行检测，得到所需要的具有相应分子量的壳低聚糖。 另外还有一点，酶法降解是在较温和的前提下进行的，相对于其他方法而言，酶法降 解不需要加入大量的酸碱试剂，那么对环境造成的污染相对来说就少。目前，发现的 30 种左右的壳聚糖适用于专一性或非专一性酶适用的降解反应，从而生成各类分子 量大小不一的壳低聚糖。

(3) 微生物发酵法生产氨基葡萄糖 大肠杆菌和一些生物体中氨基葡萄糖的合成和代谢途径尤其为代表。使用真菌生

产商业产品的方法是古老的，但在过去 50 年内迅速增多。真菌通常为含有多细胞的 有机体且呈丝状，其营养体除却大型菌外，分化都很小。高等大型菌有定型的子实体。 除少数特殊真菌外，一般的都有明显的细胞壁，不能进行运动，常以孢子的方式进行 繁殖。常见的真菌多为放线菌感染、白色念珠菌、阴道纤毛菌等。如白色念珠菌 GFA1 基因编码的 6 磷酸葡萄糖合成酶是一种细菌和真菌的合成途 径中的细胞壁组成酶。这种在高产大肠杆菌菌株细胞裂解物里面的酶的活动比抑制大 肠杆菌菌株细胞裂解物的活动要高出 50-100 倍[5]。