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很多人在吃完虾蟹之后会将虾壳、蟹壳丢弃。殊不知，它们是被放错了地方的资源。

虾蟹等动物的壳是由一种叫“几丁质”的成分组成的。除了虾和蟹，昆虫的外壳以及许多生物的细胞壁也主要由它组成。壳聚糖则是将几丁质进行处理后得到的一种天然高分子化合物，在自然界的含量非常丰富，仅次于纤维素。

壳聚糖被发现已经有100多年。现在，壳聚糖在纺织、造纸、食品、医药化工等方面都有广泛的应用。

　　

壳聚糖的

生物相容性良好

，在生物医学及制药等方面的应用非常广泛，可用作烧伤敷料及伤口愈合剂。包扎纱布前用壳聚糖处理一下伤口，可大大提高伤口愈合速度。

　　

用壳聚糖制成的可吸收性手术缝线机械

强度高

，可长期贮存，能用常规方法消毒，可染色，可掺入药剂，能被组织降解吸收

，免除患者拆线的痛苦。

人们还发现壳聚糖

有降低血脂、血压、胆固醇的作用

，可防止心脑血管疾病的发生

。动物实验表明，壳聚糖具有抑制胃酸、抗胃溃疡、消炎等药理作用，可用作药物治疗消化性溃疡和胃酸过多症。在日本，壳聚糖已经被广泛用作抗肿瘤保健食品的添加剂。

此外，壳聚糖还

可用于制作人工肾透析膜和隐形眼镜

。由壳聚糖制备出的微胶囊是一种生物降解型的高分子膜材料，是优良且很有发展前途的医用缓释体系。

　　

壳聚糖

在食品上可用作保鲜膜

。将其水溶液涂于果蔬表面，可人为在果蔬表面形成一种低氧高二氧化碳的密闭环境，抑制果蔬呼吸，同时抑菌繁殖，提高果蔬光泽度，提高果蔬的感官品质。

壳聚糖还

具有机能性健康功效

。它是一种天然含氮多糖类生物活性物质，不同于一般营养保健品，对人体有五大功效：提高免疫机能，抑制细胞老化，预防疾病，促进疾病痊愈和调节人体的生理机能。

虽然我国虾壳、蟹壳资源丰富，但由于壳聚糖

分子质量大，只溶于稀酸，不溶于水，不易被人体吸收

，因而大大限制了其在食品中的应用。

　　

通过生物酶解法水解壳聚糖可以生产出有效成分含量较高的壳寡糖，并且无需加入大量的反应试剂。可以降解壳聚糖的酶有许多种，如脂肪酶、蛋白酶、溶菌酶等，其中纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等多糖酶的效果显着。

　　

降解后的壳聚糖不仅具有

水溶性好、易吸收

等优点，近年来人们还发现其具有

抗肿瘤、抗菌以及保湿

等独特的生理活性。壳聚糖具有

很强的渗透力和亲和力

，容易透过人体的细胞膜，疏通人体血管内的淤积，使毛细管正常工作，改善微循环。

在发展中国家，废弃的壳通常只是简单当作垃圾填埋或者直接倾倒在海中。但是，对于发达国家来说，处理废壳的代价却十分高昂，在澳大利亚，每吨大约需要花费150美元。

事实上，这些废壳内富含多种有用的化学物质，其中包括蛋白质、碳酸钙和几丁质（一种类似纤维素的聚合物，含有氮元素）等。废壳对化工行业的潜在价值也一直被忽视，科学家们应该找到可持续的方式，更好地利用甲壳类动物的外壳。政府与企业也应该共同投资，把这种资源量十分可观，价格又十分低廉的可再生资源利用起来。

脱水的虾壳每吨售价仅有100~120美元。将它们碾碎成粉末后，就可当作动物饲料、诱饵或者肥料，甚至生产几丁质。相比而言，农业残余和废料的回报就不那么丰厚，玉米秸秆和小麦秸秆虽然可燃烧产热或提炼化学品，但它们售价每吨仅50~90美元。

在甲壳类动物的壳中，包含20~40%的蛋白质、20~50%的碳酸钙以及15~40%的几丁质。这些成分都相当有用。

蛋白质可用于饲养动物。例如，对虾的壳中包含所有必需氨基酸，其营养价值可以与大豆相媲美。由于目前的加工方法会破坏它的有效成分，这些蛋白质并没有得到有效利用。随着养殖业迅速崛起，来自东南亚地区的废壳很有可能转化成富含蛋白质的动物饲料。根据世界银行的数据，这部分的市场价值每年将超过1亿美元。

在废弃虾壳中含有丰富的营养成分，工厂可以用这些成分来制作动物饲料。

在制药、农业、建筑和造纸业中，碳酸钙均有广泛应用。目前，它主要来自于地质作用形成的矿产资源，比如大理石和石灰石。虽然这些资源储量丰富，却可能含有难以去除的重金属。因此，如果要做药片的话，来自废壳的碳酸钙更适合人类使用。要知道人们更容易接受食物源做成的药片，而不是含有重金属的石头。

重质碳酸钙粗粒子的市场价大约每吨60~66美元，多用于建筑、颜料、填料和土壤处理。还有另一种可用来提高橡胶和塑料性能的超细粒子，售价则高达每吨14 000美元。因此，即使只将甲壳动物废壳中的碳酸钙简单处理成最便宜的粗粒子，东南亚地区也能每年因此获得4500万美元的市场价值。

作为一种天然线性聚合物，几丁质是地球上含量第二丰富的生物高聚物，仅次于纤维素。它存在于真菌、浮游生物、昆虫和甲壳类动物的外骨骼中，这些生物每年可制造出约1 000亿吨几丁质。目前，几丁质和脱乙酰壳多糖（几丁质水溶性衍生物）仅用于工业化学中的少数专业领域中，例如化妆品、纺织品、水处理和生物制药。未来，几丁质和其衍生物还有无穷的应用潜力。

和纤维素不同，几丁质中含有氮元素，氮的化合物广泛用于制药产业、二氧化碳固定、纺织品等领域，是现代生活的关键原材料。例如，含氮有机化合物吡嗪，它是几种畅销药物中不可或缺的成分，如艾司佐匹克隆（Eszopiclone，用于治疗睡眠困难）和伐伦克林（Varenicline，用于治疗尼古丁成瘾）。乙醇胺（ETA）可在发电厂内用于封存二氧化碳，也可用于亲肤型肥皂、家用清洁剂和表面活性剂。含氮化学物的市场广阔，全球ETA每年使用量约为200万吨，年销售额约为35亿美元。

含氮化合物的工业生产不仅涉及到化石燃料，还涉及一些能源密集型的产业过程。首先，氮气必须通过哈伯过程（Haber process）转化为氨气，这个过程的效率出了名地低。仅仅这一步就会用掉全球能源消耗量的2%~3%。而且，生成1摩尔氮气还要需要消耗3摩尔从化石燃料中制取的氢气。

进一步的处理过程也非常复杂和昂贵。举个例子，生产ETA需要6个步骤：从煤或天然气中制取氢气，从大气中分离出氮气，合成氨，石油裂解生成乙烯，乙烯转化成环氧乙烷，最后将环氧乙烷转化成ETA。

相比而言，几丁质也许更适合生产ETA。作为已经含有碳、氮和氧元素的聚合物，它只需要一步就能生成ETA。不仅如此，还有五种化合物能一步从几丁质中提取出，而且能从几丁质中提取出来的化合物的名单还在不断增加。可惜这些操作目前仅能在实验室中小规模实现。

当然，再利用需要花费的成本很高，也有一些技术难关需要攻克。希望能够早日得以应用。

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来源：海洋探秘、环球科学

编辑：曾思铭

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