甲壳素(Chitin,译音几丁)又称甲壳质、壳多糖、几丁质等,是天然N-乙酰化的氨基多糖,属于碳水化合物中的直链多糖,是地球上数量仅次于纤维素的天然高分子化合物,广泛存在于虾、蟹等甲壳类动物的外壳、乌贼等软体动物的骨骼、微生物的胞壁,以及昆虫的表皮或蛹壳中。虾壳中甲壳素含量为20%,龙虾壳中含量为25%,蟹壳中含量为17%~18%。甲壳素结构式如图4-29所示。
图4-29 甲壳素的结构式
甲壳素若经浓碱处理,进行化学修饰去掉乙酰基即得到壳聚糖(Chitosa),又称脱乙酰基壳多糖、脱乙酰甲壳素,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。在一般条件下,甲壳素不能被生物降解,不溶于水和稀酸,也不溶于一般有机溶剂。甲壳素通常与大量的无机盐和壳蛋白紧密在一起,因此,制备甲壳素主要有脱钙和脱蛋白两个过程。用稀盐酸浸泡虾、蟹壳,然后再用稀碱液浸泡,将壳中的蛋白质萃取出来,最后剩余部分就是甲壳素。采用不同的方法可以获得不同脱乙酰度的壳聚糖,最简单、最常用的是采用碱性液处理的脱乙酰方法,即将已制备好的甲壳素用浓的氢氧化钠在较高温度下处理,就可得到脱乙酰壳多糖。
测定甲壳素脱乙酰基的程度,可通过测定壳聚糖中自由氨基的量来决定。壳聚糖中自由氨基含量越高,那么脱乙酰程度就越高,反之亦然。壳聚糖中脱乙酰度的大小直接影响它在稀酸中的溶解能力、黏度、离子交换能力和絮凝能力等,因此壳聚糖的脱乙酰度大小是产品质量的重要标准。脱乙酰度的测定方法很多,如酸碱滴定法、苦味酸法、水杨醛法等。