氨基葡萄糖（glucosamine,GlcN，化学式为C6H13O5N）俗称氨基糖，简称氨糖，是葡萄糖环2号位的羟基被氨基取代之后的产物，市面上主要分为氨基葡萄糖盐酸盐和氨基葡萄糖硫酸盐两种。正常情况下，通过氨基己糖代谢途径，人体每天产生内源性氨基葡萄糖4~20g[4]。但是随着人的年龄增大，人自行合成氨基葡萄糖的能力会逐渐下降，当氨糖的数量减少至一定程度，就会引起关节间摩擦加大，进而使骨膜磨损引起走路疼痛，这便是老年人易发生骨关节疼痛的主要因素[1]。医学研究表明：补充外源性氨基葡萄糖类化合物有助于人体多形细胞合成糖蛋白与氨基多糖，刺激软骨细胞再生而帮助修复受损的软骨组织，由此能减缓骨关节炎患者疼痛、改善其关节功能。除了能改善关节炎外，氨基葡萄糖还能与钙合用提前防止骨质疏松[4]，活化NK、LAK细胞，起免疫调节作用[5]，也能增强大脑记忆功能，改善乏力，甚至对老年痴呆症的预防也有一定帮助[6]。在食品工业中，从上世纪80年代起美国FDA就将氨基葡萄糖列为GRAS级（公认为安全的食品）原料，即可以自行添加至任何食品和饮料中的原料。作为天然食品防腐剂，氨基葡萄糖有很好的市场前景。有研究表明，氨基葡萄糖盐酸盐对食品工业中常见的细菌、霉菌和酵母菌均有明显的抑制作用。

目前生产氨基葡萄糖的方法有化学法：化学合成法、酸水解法，以及生物法：甲壳素酶水解法、微生物发酵法，其中微生物发酵法有霉菌发酵法、大肠杆菌发酵法等。酸水解法、甲壳素酶水解法和微生物发酵法是目前主要的生产方法，前两者的生产原料基本上来源于虾蟹的外骨骼，即从虾蟹壳中提取甲壳素与壳聚糖。酸水解法首先要用高浓度的盐酸分解甲壳素与壳聚糖以得到乙酰氨基葡萄糖，然后再要用盐酸将乙酰氨基葡萄糖脱乙酰得到氨基葡萄糖。盐酸的大量使用易给沿海地区造成严重污染，破坏其生态环境，且酸水解法纯化工艺复杂，所得产品不稳定，适宜的反应温度又在90℃以上[7]，这对设备的安全要求就比较高。甲壳素酶水解法由于底物不溶于水，转化时间长，所以生产效率低下。此外因为难以完全除净虾蟹壳的杂质，所以用这两种方法生产的氨基葡萄糖还有引起过敏体质患者产生过敏反应的风险。相比较之下，微生物发酵法有几方面优点：原料较充足，不会受到限制；生产强度高，发酵所需周期短；没有异味，污染小；微生物发酵得到的产品，不会出现消费者过敏现象[8]。

微生物发酵法利用的是微生物的合成代谢生成得到氨基葡萄糖或其衍生物[9]。由于氨基葡萄糖对大多微生物都有细胞毒害作用，所以无法大量在胞外积累。于是一般先发酵得到N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)，再于发酵液中将其转化成氨基葡萄糖[10]。江南大学刘龙等[11]研究者构建了一株可高效合成氨基葡萄糖及其乙酰化衍生物N-乙酰氨基葡萄糖的重组大肠肝菌Escherichia coli-glms-gnal。首先提取大肠杆菌BL21(DE3)和酿酒酵母S288C的 DNA，克隆出大肠杆菌中的氨基葡萄糖合成酶的编码基因(glms)和酿酒酵母中氨基葡萄糖乙酰化酶的编码基因(gnaI)，然后将其与载体pET-28a(+)整合，以获得重组质粒pET-28a(+)- gnaI –glms。同时敲除nagE基因片段以得到 nagE 基因缺失菌株 E.coli-△nagE。最后将重组质粒pET-28a(+) -gnaI -glms转化E.coli-△nagE，获得目标基因工程菌。目标基因工程菌经过10%的乳糖诱导后得到的发酵液中，氨基葡萄糖终浓度约为70 mg/mL，但主要产物还是为N-乙酰氨基葡萄糖。因此，还需在下游提取过程中用弱酸将N-乙酰氨基葡萄糖脱乙酰化而使其转化为氨基葡萄糖。利用霉菌发酵生产氨基葡萄糖[12-13]也是一种微生物发酵方法，此方法虽然发酵条件易于控制、发酵稳定性较好，但是后期的提取过程需要用酸碱对霉菌发酵中产生的菌丝体进行降解，所以也不够绿色环保。