友杰服务项目Bio99系列-海藻糖

海藻糖是一种天然的糖类,在1932年被科学家从黑麦中提取,它是从自然界中提取出来的,比如豆类、蘑菇、虾类、面包、海藻类等都可以提取出来的糖分,食用的话是对人体有极大的好处的,也可以用来养生。海藻糖在科学界有“生命之糖”的名号,如果很多生命体内不存在这类物质,那就意味着他们寿命的大量缩短。目前海藻糖可以作用于独特的食品配料也可以当做护肤品的重要保湿成分。并在后来发现到很多微生物及动植物中都有它的存在,下面来详细了解一下海藻糖。

海藻糖又称漏芦糖、蕈糖。这种糖类在21世纪初被人发现,然后才将海藻糖运用到医疗当中,海藻糖中有非常多的微量元素,是由两个葡萄糖分子以糖苷键构成的非还原性糖,有3种异构体即海藻糖、异海藻糖和新海藻糖,并对多种生物活性物质具有非特异性保护作用,科学家们发现,沙漠植物卷叶柏在干旱时几近枯死,遇水后却又可以奇迹般复活;高山植物复活草能够耐过冰雪严寒;一些昆虫在高寒、高温和干燥失水等条件下不冻结、不干死,就是它们体内的海藻糖创造的生命奇迹,海藻糖,这种糖类在21世纪初被人发现,然后才将海藻糖运用到医疗当中,海藻糖中有非常多的微量元素,是由两个葡萄糖分子以糖苷键构成的非还原性糖,有3种异构体即海藻糖、异海藻糖和新海藻糖,并对多种生物活性物质具有非特异性保护作用,科学家们发现,沙漠植物卷叶柏在干旱时几近枯死,遇水后却又可以奇迹般复活;高山植物复活草能够耐过冰雪严寒;一些昆虫在高寒、高温和干燥失水等条件下不冻结、不干死,就是它们体内的海藻糖创造的生命奇迹。

海藻糖对生物体具有神奇的保护作用,是因为海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜,有效地保护蛋白质分子不变性失活,从而维持生命体的生命过程和生物特征。许多对外界恶劣环境表现出非凡抗逆耐受力的物种,都与它们体内存在大量的海藻糖有直接的关系。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备这一功能,还是保持细胞活性、保湿类化妆品的重要成分,更可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风味、提升食品品质的独特食品配料,大大拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。

 

 

海藻糖特性与功能

 
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稳定性和安全性

海藻糖是天然双糖中最稳定的一类。由于不具有还原性,对热和酸碱都具有非常好的稳定性。在与氨基酸、蛋白质共存时,即使加热也不会发生美拉德反应,可用于处理须加热或高温保存的食品、饮料等。海藻糖进入人体内在小肠中被海藻糖酶分解为两分子葡萄糖,进而被人体的新陈代谢所利用,是一种重要的能量来源,对人体健康安全有益。

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低吸湿性

海藻糖还具有低吸湿特性。将海藻糖放置在相对湿度90%以上的地方超过1个月,海藻糖也几乎不会吸湿。由于海藻糖的低吸湿性,将海藻糖应用于该类食品中可降低食品的吸湿性,从而有效延长产品的保质期。

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高玻璃化转变温度

 海藻糖相对于其他的双糖有较高的玻璃化转变温度,高达115℃。因而把海藻糖加入到其它的食品中时,能有效地提高其玻璃化转变温度,更容易形成玻璃化状态。这种特性结合海藻糖的工艺稳定性和低吸湿性,使其成为一种高蛋白质防护剂和理想的喷雾干燥风味保持剂。

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对生物大分子和生物体的非特异性保护作用

海藻糖是生物体对于外部环境变化所形成的一种典型的应激代谢物,保护机体抵抗外部恶劣环境。同时,海藻糖还能用于保护生物体内DNA分子防止放射线引起的损伤;外源性的海藻糖对生物体也具有非特异性保护作用。其保护机制一般被认为是机体含有海藻糖的部分强力地束缚水分子,与膜脂质共同拥有结合水或海藻糖本身起到代替膜结合水的功用,从而防止生物体膜和膜蛋白的变性。

 

 

 
 

酶转化法是采用葡萄糖、麦芽糖或淀粉等为底物,通过与海藻糖合成有关的酶的作用转化成海藻糖。

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食品工业上的应用

a.防止淀粉老化
使用淀粉的食品,放在常温或低温下,就会因淀粉的老化而变硬,出现松散、白浊等现象,从而引起品质的下降,尤其是冷冻食品,淀粉的老化现象更为显著。过去,是采用添加糖类、酶制剂、乳化剂等方法来抑制淀粉的老化,但这些方法都不够完善,综合来看,添加糖类是较为有效的。将12%的淀粉溶液与2%的糖等量混合,糊化后保存在4­,以保存前和保存12h后的浊度比为淀粉的老化率,比较蔗糖、麦芽糖、海藻糖的防止淀粉老化效果,就会发现添加海藻糖的效果远远超过其他糖类。因此,使用海藻糖能够抑制淀粉的老化,改善品质,对于利用冷冻来流通的食品来说,今后可广泛使用海藻糖。
b.防止蛋白质变性

c.矫味、矫臭作用

d.保持食品组织的新鲜度

e.非龋齿性

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分子生物学上的应用

海藻糖对生物干制品的保护作用使其在生化制品领域大有作为,如果能开发出更多常温下保存和使用的产品,则可使生化制品的成本大大降低。目前已将海藻糖技术应用于最不稳定的限制性内切酶类,使其可以在常温下保存相当长时间而不失活,这种技术还可能导致推出自动化的带干池或干PRC反应试剂盒等新型生化工具。

农业方面的应用前景

随着研究的深入,基因工程技术的发展,含海藻糖的转基因植物的建成,不仅仅是提高作物的抗旱能力,而且能使作物在收获加工后显得新鲜、更具有浓浓的风味如甜味水果、蔬菜及其他产品。此外,高含量海藻糖的作物与其具有较好耐冻性有密切关系。由此看来,抗旱植物的建成及其发展将有可能为抵抗旱灾、冻灾及改造沙漠、绿化荒旱地做出重要贡献。

医药工业的应用

主要是作为试剂的诊断药的稳定剂。例如,应用于移植内脏器的储存、淋巴激素、生物制剂、抗生素、维生素、酶以及各种容易失去活性的物质改良与稳定。也可用于牙膏、内服药、糖衣片剂等中作为甜味剂、呈味改良剂、品质改良剂、稳定剂。同时用海藻糖来干燥活疫苗,易于保藏,说得上是一种很好的医用干燥剂,重新得水后使用极为方便有效。另外,海藻糖不仅可用于疫苗保存,而且还可使激素、血液及其成分稳定化。其实用性还在于对生物高技术产品的保存起重要作用,如基因工程所用的DNA限制内切酶,常规条件下不稳定,易失活。

化妆品领域应用

用于化妆品的主要是海藻糖的衍生物,在日本海藻糖因其本身所显示的保湿性已被卫生部确认为新规格化妆品原料。例如可用于皮肤化妆品如洗面奶等,具有抑制皮肤干燥、修复皮肤屏障的作用;也可作为唇膏、口腔清凉剂、口腔芳香剂等各种组成物的甜味剂、呈味改良剂、品质改良剂。另外,无水海藻糖可以应用于如护肤霜等中作为磷脂以及酶的脱水剂。

海藻糖在化妆品上的应用是基于其具有优异的保持细胞活力和生物大分子活性的特性。皮肤细胞,尤其是表皮细胞在高温、高寒、干燥、强紫外线辐射等环境下,极易失去水分发生角质化,甚至死亡脱落使皮肤受损。海藻糖在这种情况下能够在细胞表层形成一层特殊的保护膜,从膜上析出的粘液不仅滋润着皮肤细胞,还具有将外来的热量辐射出去的功能。从而保护皮肤不致受损。海藻糖对生物体具有神奇的保护作用,是因为海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜,有效地保护蛋白质分子不变性失活,从而维持生命体的生命过程和生物特征。许多对外界恶劣环境表现出非凡抗逆耐受力的物种,都与它们体内存在大量的海藻糖有直接的关系。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备这一功能,还是保持细胞活性、保湿类化妆品的重要成分,更可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风味、提升食品品质的独特食品配料,大大拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。

海藻糖在化妆品上的应用是基于其具有优异的保持细胞活力和生物大分子活性的特性。皮肤细胞,尤其是表皮细胞在高温、高寒、干燥、强紫外线辐射等环境下,极易失去水分发生角质化,甚至死亡脱落使皮肤受损。海藻糖在这种情况下能够在细胞表层形成一层特殊的保护膜,从膜上析出的粘液不仅滋润着皮肤细胞,还具有将外来的热量辐射出去的功能。从而保护皮肤不致受损。

 
 
应用示例
 
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[1]马世昌 主编.化学物质辞典.西安:陕西科学技术出版社.1999.第639页.
[2]贾士儒 主编.生物防腐剂.北京:中国轻工业出版社.2009.第208-209-210页.
[3]安家驹 主编;包文滁,王伯英,李顺平 合编.实用精细化工辞典.北京:中国轻工业出版社.2000:第923-924页.
[4]赵晓峰.海藻糖的功能特性及其应用.广州食品工业科技.[J].2004:02:151-155.
[5]胡宗利.海藻糖的生产制备及其应用前景.中国生物工程杂志.2004:24(4):44-48.

参考文献

 

-友杰医药

 

 

 

创建时间:2022-04-16 16:09
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