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摘要:海藻糖是自然界中动植物和微生物中广泛存在的一种非复原性双糖,它的化学性质稳定,吸水性和防腐力量强,对人体有保健作用。其在食品、
化装品、医药卫生、分子生物学争论等方面也有广泛的用途。藻类植物,特别是在酵母、霉菌等真菌中,海藻糖含量可高达干重的16%以上。本文依据近年来的国内外相关文献,对海藻糖的特性及其分布状况、保健作用、提取状况和生产方法及其开发应用前景进展综述。
关键词:海藻糖;海藻;保健作用
一..藻糖的特性及其分布状况
海藻糖的特性
海藻糖(trechalose,分子量FW378)是由两分子葡萄糖经a,a11键接的非复原性双糖。海藻糖不带可游离的醛基,它的化学性质稳定,具有不同于其它双糖的独特的生物学特性。争论说明外加海藻糖对生物活性物质具有重要的抗逆保鲜作用。利用这一特性,海藻糖已被开发用于食品、化装品、药品、保健品、酶和疫苗等多种生物活性物质的稳定和保存。
海藻糖的分布状况
海藻糖是一种广泛分布于细菌、真菌和动植物体内的双糖。在酿酒酵母细胞中,海藻糖主要分布在子囊孢子和细胞质中。藻类植物,特别是在酵母、霉菌等
真菌中,海藻糖含量可高达干重的16%以上。“海洋蔬菜”,即是人们常说的海带、紫菜、苔条、裙带菜、麒麟菜之类的海藻,海藻中含有人体必需的蛋白质、脂肪、碳水化合物、多种维生素及矿物质,其中海藻糖含量高达干重的16%以上。

海藻糖是从海藻中提取的一种自然糖蛋白类物质,具有广泛而有益的生物学活性,尤其在调整机体免疫功能、降血糖、降血脂、抗肿瘤、保肝、抗病毒、抗辐射等方面具有很好的保健作用和应用价值。
免疫调整作用
有关资料说明,海藻糖能显著地提高细胞超氧化物歧化酶〔SOD〕的活力,促进人体外周血中NR细胞的活性等。科学争论说明:海藻糖具有全面调整机体免疫功能的力量,增加机体的非特异性免疫、体液免疫及细胞免疫功能,提高人体抵抗多种病毒感染的力量,在哺乳动物中也已证明能增加特异性免疫功能和非特异性免疫功能。
降血糖作用
海带中提取出来的岩藻半乳多糖硫酸酯(FSG)能使四氧嘧啶致高血糖小鼠的血糖水平下降,对小鼠根本无毒副作用,是一种极其安全的口服自然降糖活性物质。腹腔注射较低剂量F4(FSG的高纯组分之一)具有较强的降血糖作用。
降血脂和抗氧化作用
由海带中提取的低分子量岩藻聚糖硫酸酯〔LMSF〕在体外能够直接去除过氧阴离子自由基和羟基自由基,在体内也有显著增加血清和组织中SOD活力。因此,LMSF在降血脂和预防动脉粥样硬化〔AS〕形成方面即在抗氧化作用上具有较大的潜在应用价值。
抗肿瘤作用
海藻糖具有明显的抗肿瘤作用。虽然不能直接杀伤癌细胞,但对癌细胞中的DNA、RNA和蛋白质合成具有抑制作用,且随作用时间延长而加强抑制作用,既可抑制癌细胞生长,又不会诱使正常细胞癌变。对海藻中提取的蛋白多糖(T)进展争论,在此多糖中分别含sealettuce和goi多糖,sealettuce多糖抑制肿瘤生长,白细胞循环有较强的免疫调整作用,可能是其抑瘤的重要机制之一。常常食用海藻的中老年人很少患癌。日本科学家争论证明,日本近海的海带褐藻有抑制肿瘤的作用。日本妇女乳腺癌发病率较低,与其食用海藻的饮食****惯有关。
抗病毒作用
红藻糖对牛免疫缺陷病毒的生长有明显的抑制作用。%%,与临床已批准使用的抗艾滋病病毒(HIV)药物叠脱氧胸腺嘧啶()近似。从微红藻中提取出的多糖,可以阻挡病毒在寄主细胞中的复制,并可有效的防止病毒侵入正常细胞。
抗辐射作用
海藻糖对电磁辐射具有明显的防护效果,它能使患有承受急性放射的小鼠存活率提高63%,还能显著减轻小鼠骨髓细胞的辐射遗传损伤,能促进造血干细胞等的增殖和分化,激活细胞内多条信号传递系统,提高对辐射的耐受力,促进造血系统受辐射损伤后的恢复,增加小鼠的抗辐射力量,提高小鼠全血中SOD的活性,降低肝组织中过氧化物的含量,有效地降低了蛋白质的分解代谢速度,提高肝糖原和肌糖原的储藏力量,从而延缓机体年轻,还可增加机体对疲乏的耐受力量。
降血压作用
人们争论觉察,海藻中的糖不仅供给能量,而且其中所含的岩藻多糖是海藻独特
的粘液成分,是陆生蔬菜所没有的。岩藻多糖具有肝素的活性,有阻挡动物红细胞凝集反响的作用,可防止因血液黏性增大而引起的血压上升。

由于海藻糖具有独特的生物活性,各国科学家对其生产技术进展了大量的争论。海藻糖的制备方法包括微生物提取法、微生物发酵法和基因工程法等。
微生物提取法
1950年Laura首先从酵母中提取海藻糖。微生物提取法是以酵母、乳酸菌、霉菌及其它含海藻糖的微生物为提取源,首先通过转变微生物的生长条件,使其体内积存更多的海藻糖,然后承受适当的方法将海藻糖提取出来。其工艺流程为:酵母—乙醇提取—离心—上清液—浓缩—离子交换—超滤—浓缩—结晶—离心—真空枯燥—成品。微生物提取法是生产海藻糖的传统方法,经过不断的改进,此法已相当成熟,至今仍旧是生产海藻糖的常用方法。提取法所用的微生物大多为酵母菌,由于酵母菌在对数生长期如处于“饥饿”状态(降低碳源、氮源),或提高温度、渗透压等条件下,体内海藻糖的含量明显增加,可达细胞干重的20%。国内外对高产海藻糖菌株的选育,胞内海藻糖的提取、纯化等方面进展了大量的争论,Comes等分别出两个酵母菌株,它们在热击条件下大量积存海藻糖。李于等对酵母海藻糖的提取纯化条件进展了争论,%。上世纪40年月,欧美从面包酵母中提取海藻糖取得成功,并建立了一套用乙醇从面包酵母中提取海藻糖的方法。微生物提取法生产海藻糖生产周期长,提取率低,本钱高,很难实现大规模工业化生产。
微生物发酵法
通过微生物发酵生产海藻糖,再从发酵液中提取纯化。其关键是通过诱变、细胞融合及基因重组等方法选育高产海藻糖的菌株。如利用节杆菌属(Arthrobacter)、
短茎细菌(Brevibacterium)、棒杆菌属(Corynebacterium)、诺卡菌属(Nocardia)、丝核菌属(Rhizoctonia)、微球菌属(Micrococcaceae)等微生物的培育液来制备。日本味之素公司[12]利用氨基酸生产菌体外培育大量生产海藻糖,已实现工业化生产。该法转化率低,副产物多。
基因工程法
将海藻糖合成酶的基因导入植物或微生物,可利用工程微生物或转基因植物生产海藻糖。国内外在该方面做了大量的争论。美国Calgene公司与英国Quadrant公司合作争论利用大肠杆菌基因工程菌生产海藻糖。荷兰植物生物技术公司利用大肠杆菌的海藻糖合酶基因OtA导入甜菜、马铃薯中,在获得大量廉价海藻糖的同时,增加了植物的抗旱性和耐寒性,还可使水果和蔬菜收获加工后仍能较长时间保持颖、风味及养分成分。我国张树珍等从担子菌灰树花中克隆海藻糖合酶基因并导入甘蔗。利用基因工程技术生产海藻糖具有很大的优势。


由于海藻糖具有冷冻、枯燥抗性,非复原性,优质甜味,低热值,防龋齿等特性,在食品领域有着宽阔的应用前景。海藻糖在食品中的应用主要有以下几个方面。
海藻糖甜度低,甜味爽口,不留后味,渗透压与蔗糖相当,具有抗龋齿功能,可在食品中代替蔗糖使用,可广泛应用于各种糖果、口香糖、糕点、饮料、调味品、冰淇淋、巧克力等中。,如肉制品、乳制品、鱼制品、蛋制品等,可防止蛋白质因枯燥、冷冻引起的变性。对于含脂肪及不饱和脂肪酸较多的食品,添加海藻糖可有效抑制其酸败。
脱水剂
海藻糖二水结晶在相对湿度90%以下无吸湿性,无水结晶在相对湿度30%以上有吸湿性。这一性质使其既具有低吸湿性,又具有高保湿性和脱水功能。可延缓淀粉老化,延长食品保质期。将海藻糖参加含水食品中可制成稳定的风味良好的脱水食品。试验证明,在鸡蛋液中参加3%的海藻糖,脱水枯燥成粉状,复水后跟鲜蛋液无明显区分。添加海藻糖的奶粉加水复原后,感官品质和养分成分根本不变。用海藻糖枯燥水果泥〔如香蕉、草莓等〕,复水后仍保持原有的色泽、风味和质地。已成功地利用海藻糖枯燥的食品有牛奶、咖啡、果汁等。
多功能调味剂
对食品中良好的风味具有保持作用,而对于苦味、涩味及畜肉特有的臭味具有掩盖和减轻作用。
海藻糖在保健品中的应用
活菌制剂是当今保健品的开发热点,但活菌在人体肠道内的存活率难以保证,假设能用海藻糖作为枯燥保护剂,制成具有较高活力的菌粉,再以只能在肠道溶解的材料包装,生产出口服肠溶胶囊,将会大大提高活菌制剂的生物效价。此外,有资料称,海藻糖能促进人体双歧杆菌增殖,改善肠道微生态环境。海藻糖有抑制骨胶原分解的作用,可防止骨质疏松。海藻糖具有较强的抗辐射作用,防止DNA突变。试验证明,含有10mmol/kg的海藻糖,、β-射线。基于以上特性,海藻糖可广泛应用于保健品中。
在化装品中的应用
由于海藻糖具有保湿、防晒、防紫外线成效,故可用于皮肤化装品、洗面奶,作为保湿剂、洁肤剂、紫外吸取剂等。还可用于唇膏、口腔凉快剂、口腔芳香剂等。日本已将其列为规格化装品原料,并用于高级化装品中。日本林原生化争论所
觉察,海藻糖有抑制老年人体臭的成效,预备利用海藻糖开发防止体臭的化装品和护理用品。
在农业方面的应用
将海藻糖合成酶基因导入植物,可培育出抗旱、抗寒、抗冻、耐盐植物。美国争论人员培育出的转基因水稻,能有效抵挡干旱、严寒、多盐,且产量高。美国科学家将来自酵母的海藻糖合成酶基因导入烟草,得到抗旱型植株。美英科学家已培育出了转基因番茄,并正在争论将海藻糖合成酶基因导入其它水果。

利用植物生产海藻糖是最有可能得到廉价产品的方法,国内外科学家正在进展转基因植物的争论,因此应加强运用分子生物学争论开发海藻糖制备工艺。对于海藻糖保护生物分子的作用机制,目前3个假说都不能作出完善的解释,在今后的争论中应结合海藻糖晶体构造、物理构象和化学特性深入争论其保护作用机制。随着以淀粉为底物酶法生产海藻糖技术的成熟,海藻糖的价格大幅度降低,已由原来的200~300美元/kg降为2~3美元/kg,海藻糖价格的降低使其除了生物产品和化装品外,可以广泛地应用于食品领域,故应深入争论海藻糖的功能特性,进一步扩大在食品中的应用,如对人体肠道调整机制,作为食品保鲜剂的保鲜机制和技术的争论等。在科学日益兴旺的现代社会,海藻糖在医药方面和其他方面的应用前景也是格外宽阔的,它将给人们带来前所未有的经济效益和安康奇特的生活。
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