自然界許多生物體中存在著各種寡糖，如大豆中的棉子糖、洋蔥中的果寡糖及人乳汁中存在的多種寡糖等。此外，自然界存在的各種多糖經(jīng)特定的生物降解或化學(xué)降解后，可以得到各種結(jié)構(gòu)不同、聚合度不同及生物活性不同的寡糖鏈。如此構(gòu)成了自然界多種不同功能的活性寡糖化合物。近年的研究表明，無論是在基本的生命過程中，還是在疾病的發(fā)生和發(fā)展中(如炎癥及自身免疫疾病、老化、癌細(xì)胞異常增殖及轉(zhuǎn)移、病原體感染、植物與病原菌相互作用等)，都涉及寡糖鏈的參與，糖鏈在這些生命和疾病過程中起著特異的識別和調(diào)控的作用。國際上糖生物工程產(chǎn)業(yè)正成為應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料、農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的重要產(chǎn)業(yè)。

近年來，功能性寡糖的開發(fā)已成為國際生物技術(shù)領(lǐng)域的重要課題和研究熱點(diǎn)。它的開發(fā)依賴于新酶種、新菌種及新的酶工藝的應(yīng)用。化學(xué)合成方法會慢慢淡出，生物技術(shù)手段，其中包括生物制造及酶工程技術(shù)會變得越來越重要，而酶法合成、酶法降解等酶工程手段已成為寡糖開發(fā)的重點(diǎn)。

在國際上，寡糖產(chǎn)業(yè)作為一個重要的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)，市場化品種已有20多種，正在研發(fā)的品種有近百種，年產(chǎn)量10多萬噸，并催生了300多億美元的功能食品市場及100多億美元的功能飼料市場，而且每年仍以10％的速度增長，有幾個品種年產(chǎn)量已達(dá)幾千噸甚至萬噸以上。日本目前寡糖年產(chǎn)量近4萬噸，產(chǎn)量最大的是異麥芽寡糖，超過1萬噸，其次為果寡糖和半乳寡糖。歐洲產(chǎn)量最大的是菊苣制取的果寡糖，其次是以乳糖為原料制取的半乳寡糖。

我國對功能性寡糖的研發(fā)已有10年之久，取得了不少研究和開發(fā)成果，目前能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有異麥芽寡糖、果寡糖、大豆寡糖、異麥芽酮糖、殼寡糖、甘露寡糖、半乳寡糖、木寡糖、乳果寡糖和海藻糖等。與此同時，科學(xué)家對殼寡糖、褐藻寡糖、甘露寡糖、肝素寡糖等進(jìn)行了抗腫瘤、抗病毒、抑菌等功能的研究；對應(yīng)用于寡糖開發(fā)和生產(chǎn)的幾丁質(zhì)酶、甘露聚糖酶、肝素酶、海藻多糖酶、唾液酸酶等，進(jìn)行了從基因結(jié)構(gòu)、純化、特性到寡糖生成的研究；開發(fā)了十幾種有特殊功能的寡糖物質(zhì)及寡糖的衍生物等，其中有些產(chǎn)品已進(jìn)行中試研究。

寡糖并不能被人體的胃酸破壞，也無法被人體消化酶分解。但它可以被腸中的細(xì)菌發(fā)酵利用，轉(zhuǎn)換成短鏈脂肪酸及乳酸。隨著結(jié)腸內(nèi)發(fā)酵方式與吸收狀態(tài)的不同，這些無法直接吸收、卻能發(fā)酵的碳水化合物，每克約可產(chǎn)生0大卡～2.5大卡的熱量。寡糖的生理活性，更受到重視。

殼寡糖是殼聚糖降解的產(chǎn)物，它們的聚合度一般在20個單糖以下。研究和開發(fā)殼寡糖具有特殊的意義。

殼寡糖以其原料的豐富和多樣性見長，這是其他任何一種寡糖無法與之相比的。甲殼素的生物質(zhì)量僅次于纖維素，作為可再生資源，每年可獲得量大于億噸，而且來源豐富，除了最為常見的蝦和蟹外，已經(jīng)利用的還有酵母等真菌和蠶蛹。一些可以飼養(yǎng)的昆蟲，例如蝗蟲，也有可能作為可利用的甲殼素的原材料。為此，甲殼素、殼聚糖和殼寡糖完全是一個可持續(xù)發(fā)展的生物工程產(chǎn)業(yè)。

絕大多數(shù)寡糖是中性分子，另有一些是酸性寡糖，例如寡聚半乳糖醛酸和肝素的片段。而只有殼寡糖是目前僅知的唯一堿性寡糖。不論是細(xì)菌表面還是動物細(xì)胞表面幾乎都是酸性的環(huán)境。就這點(diǎn)而言，殼寡糖可以說是非常具有“個性”的。

另外，在自然界中存在著一些與甲殼素及其片段幾丁寡糖特異地結(jié)合的凝集素。在聚合度較高（比如說聚合度為10個單糖）的殼寡糖中如果存在一些幾丁三糖，其表現(xiàn)的生物學(xué)活性更強(qiáng)，這可能是幾丁三糖和有關(guān)凝集素相互作用所致。

在自然界存在諸多不同種類的寡糖中，殼寡糖具有極其特殊的結(jié)構(gòu)和功能。自然界中殼寡糖是如何形成的？科學(xué)家有什么方法可以大量制備獲得？與其他寡糖相比，殼寡糖有哪些特點(diǎn)？為什么會對人體健康有諸多的影響？在日常生活中又有哪些用途？這一系列的問題將在以后連載中逐一介紹。