甲壳素

甲壳素天然存在于甲壳类动物的壳中，蟹壳中含15%～20%，虾壳中含15%～30%。可以虾、蟹壳为原料提取甲壳素。
将虾、蟹壳中的肉质剔去，洗净后将其浸泡在4%～6%的盐酸中3～4d，无机盐溶解而除去；水洗后用10%o的氢氧化钠浸泡1～2h，洗去蛋白质，水洗后用1%的KMnO4漂白氧化除去杂质；水洗后用1%亚硫酸氢钠溶液洗脱残留的高锰酸钾，最后再充分水洗、干燥即得成品甲壳素。

为类白色无定型粉末，无臭、无味。能溶解于含8%氯化锂的二甲基乙酰胺或浓酸；不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其他有机溶剂。
自然界中，甲壳质广泛存在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、高等植物的细胞壁等。它是一种线型的高分子多糖，即天然的中性黏多糖。若经浓碱处理去掉乙酰基，即得脱乙酰壳多糖。甲壳质化学上不活泼，不与体液发生变化，对组织不引起异物反应，无毒，具有抗血栓、耐高温消毒等特点。脱乙酰壳多糖是碱性多糖，有止酸、消炎作用，可降低胆固醇、血脂。

工业应用的甲壳质取自甲壳动物（淡水和海产的虾、蟹等）的甲壳。有些酿造工业的副产物也是甲壳质的原料。例如使用黑曲霉发酵生产柠檬酸的残液，以及使用鲁毛霉、布拉克须霉和卵孢接霉发酵的发酵液中都能提供一定量的脱乙酰甲壳质。甲壳质的提取：将虾、蟹壳的肉质剔除干净，清洗。浸泡在4-6%盐酸中，使壳内无机盐溶解变软除去。水洗，再用10%氢氧化钠溶液脱除蛋白质。再次水洗后，用1%KMnO4漂白氧化除杂质。第三次水洗后，用1%NaHSO3洗脱残留的MnO4，再充分水洗，干燥，即得纯净的甲壳质。原料消耗(kg/t)虾蟹壳 1200035%工业盐酸 13000烧碱（95%固体） 1500高锰酸钾 135重亚硫酸氢钠 340

方法一、以虾、蟹壳为原料的制造法
取虾、蟹甲壳清洗干净，烘干，粉碎，用过量的2mol/L盐酸溶液(1:10)反应4-5h，过滤，再用2mol/L盐酸在0℃左右处理12-20h，过滤，水洗至中性。
虾、蟹甲壳[2mol/L HCl]→[0℃, 12-20h]滤出固体
用过量的50-100g/L(5%-10%)氢氧化钠或氢氧化钾溶液(1:8)进行碱性处理3-4h，温度控制在90-95℃。酸、碱处理可重复1-2次，去掉碳酸钙、磷酸盐、蛋白质和色素。
固体[NaOH]→[3-4h, 90-95℃]滤出固体[HCl]→固体[NaOH]→固体
用适量的无水乙醇、乙醚洗涤，减压干燥，即得白色固体甲壳质。工业生产可用水代替有机溶剂洗涤。收率虾壳为20%，蟹壳为15%左右。
固体[无水乙醇，乙醚]→甲壳质成品
取甲壳质加入400-450g/L(40%-45%)氢氧化钠溶液(1：15-20)，温度110℃左右反应1h，过滤，用水洗涤至中性。依不同脱乙酰度的要求，重复1-2次处理，减压干燥，即得，脱乙酰度达60%-99%。在脱乙酰化过程中，由于溶剂化作用，部分苷键发生水解，导致相对分子量降低。为避免大分子的破坏，采用加入10g/L (1%)硼氢化钠(NaBH4)溶液或通人惰性气体等方法，如将甲壳质置于400g/L(40%)的氢氧化钠溶液中，在110℃反应2.5-3h，可得壳聚糖。
甲壳质成品[NaOH]→[110℃, 1h, pH7]甲壳素
方法二、以蜗牛壳为原料的制备法
将蜗牛壳洗净、烘干、粉碎，过80目筛得蜗牛壳粉，备用。
取蜗牛粉400g，加入10倍于原料的1mol/L盐酸，室温下搅拌24h，过滤，水洗残渣至中性，烘干，再重复上述操作2次，得脱盐蜗牛粉(71.5g)。取脱盐蜗牛壳粉加入8倍体积的2.5mol/L氢氧化钠溶液，搅拌24h，过滤，烘干，即得甲壳素(59.8g)。收率约为15%。
取甲壳素溶于50%氢氧化钠溶液中，130-140℃保温2h，过滤，水洗至中性，进一步脱乙酰基，即得壳聚糖。
方法三、以蛹皮壳为原料的制备法
取蚕蛾羽化后的蛹皮，60℃烘干，加入等体积的石油醚浸渍脱脂。脱脂蛹皮加入3倍体积的3%盐酸，常温脱钙12h。脱钙蛹皮加30g/L(3%)氢氧化钠溶液，煮沸3-5h，再除去蛋白，即得灰白色甲壳素。取甲壳素加入420g/L (42%)氢氧化钠溶液(加少量的NaBH4)，煮沸，每隔2h过滤，水洗，更换新碱液1次，继续脱乙酰基，至8h，过滤，水洗至中性，自然干燥，即得白色壳聚糖。收率10%-13%，脱乙酰度可达91%，特性粘度为790-890ml/g，相对分子质量为0.81×10⁶-1.34×10⁶。
低相对分子质量壳聚糖的制备，采用过氧化氢降解法，控制过氧化氢的不同浓度和反应时间，可制得相对分子质量从4.31×10⁴-1.32×10⁴的壳聚糖。操作简单，用时少，不需要特殊试剂和设备等。

由虾、蟹等甲壳类的甲壳在酸性水溶液中除去碳酸钙后，改用热的弱碱液以除去蛋白质而得。也可将甲壳粉碎后先用2%稀碱液煮解蛋白质约1.5h并分离掉，再在不溶物中加用5%～10%盐酸使碳酸钙变成氯化钙而溶解除去，再离心分离、水洗、干燥而成。

甲壳素是制取壳聚糖、氨基葡萄糖系列产品的重要原料。甲壳素及其衍生物在医药、化工、保健食品等方面具有重要的用途，有广阔的应用前景。 用于制可溶性甲壳质和氨基葡萄糖，可作化妆品和功能性食品的添加剂，可制备照相感光乳剂等

甲壳素的应用十分广泛，例如：（1）色谱载体（2）环境保护：壳多糖与其衍生物对多种金属，特别是一些会造成严重环境污染的有害金属，如汞、镉、铜、镍、铬等都有很好的螯合能力，所以在净水，污水处理等方面很有前途。（3）放射性污染的净化：许多放射性污染的造成系属于放射性的过渡族元素的衍生物，使用壳多糖可以移除。（4）矿石综合利用：它对锆、铌、铷等都是有效的收集剂。（5）玻璃纤维整理剂（6）染料工业上的应用：壳多糖可以制成高聚物型的染料。（7）造纸工业的添加剂（8）其他织物的整理剂（9）照相工业材料：目前国际迅速发展的无液定影与显影的照相法（Polaroid)即系采用耐磨与具有感光能力的壳多糖。（10）医药和外科用品：甲壳质的水解产物一氨基葡糖盐用于治疗肠炎、结肠溃疡和肺炎。应用D-氨基葡糖或N-乙酰基氨基葡糖作为某些肿瘤的化疗剂，效果很好。甲壳质有一定协助溶菌作用。还能作为血液抗凝剂，创伤愈合剂等。用甲壳质制作手术缝合线、制人造皮肤和伤口敷料、制人造血和止血海绵、制接触眼镜、制备药物载体，使用效果良好。其他方面的用途，包括用于粘合剂、卷烟纸的填充剂、皮革整理剂、絮凝剂等等。另外，用于酶固定化、调料和饮料、日化用品都引起了广泛的注意。

从虾壳甲壳素中分离，用于几丁质酶分析。它是一个由N -乙酰- D- glucomasine组成的多糖，也可用于葡萄糖胺和壳聚糖的制造。 质量要求纯化后才能使用作为几丁质酶的底物。

药剂辅料、医用缝合线等。其中作为辅料可用作缓释剂、润滑剂、包衣剂。通过直接压片、湿法制粒或包衣可制备相应药物的微粒剂、片剂、胶囊剂、微膜剂等。可制成透析膜、超滤膜和反渗透膜；与纤维等交链复合体可作成分子筛。与戊二醛等作交联剂，可与许多酶或微生物细胞固定化，如固定化天冬酰胺酶。可作人造皮肤、人造血管、人工肾等。脱乙酰壳多糖可抑制胃溃疡，降低胆固醇、血脂。

制取壳聚糖、氨基葡萄糖系列产品的重要原料；从虾壳中提取的甲壳素，适于壳多糖酶分析；用于α-淀粉酶的固定；通过固定菊糖酶生产果糖；在细菌性生产N,N′-二乙酰壳二糖中，制备角质素胶

增稠剂、稳定剂，鞣质去除剂。主要用于果汁、果酒等，以防变色和除涩之用。亦可用作粘结剂、上光剂、填充剂、成膜剂和乳化剂。

作吸附澄清剂和增稠剂。我国规定可用于果酱，最大使用量5.0g/kg；在乳酸菌饮料中最大使用量2/5g/kg；在氢化植物油、蛋黄酱、花生酱、芝麻酱、冰淇淋和植脂性粉末中最用量2.0g/kg；在食醋中最大使用量1.0g/kg；在啤酒中最大使用量0/4g/kg。

一种存在于多种生物体，特别是甲壳动物壳体中的多糖。

有毒物质

中毒

静脉-大鼠 LD50: 50 毫克/公斤

热分解排出有毒氮氧化物烟雾

库房低温通风干燥

水,二氧化碳, 泡沫, 干粉