生物资源开发与利用

海藻糖的提取及其应用前景

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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还原性双糖，它的化学性质稳定，吸水性和防腐能力强，对人体有保健作用。其在食品、化妆品、医药卫生、分子生物学研究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情况、保健作用、提取情况和生产方法及其开发应用前景进行综述。

关键词：海藻糖；海藻；保健作用

一..藻糖的特性及其分布情况

1.1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键接的非还原性双糖。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。研究表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、化妆品、药品、保健品、酶和疫苗等多种生物活性物质的稳定和保存。

1.2海藻糖的分布情况

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。二.海藻糖的保健作用

海藻糖是从海藻中提取的一种天然糖蛋白类物质，具有广泛而有益的生物学活性，尤其在调节机体免疫功能、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。

2.1免疫调节作用

有关资料表明，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。科学研究表明：海藻糖具有全面调节机体免疫功能的能力，增强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能力，在哺乳动物中也已证实能增强特异性免疫功能和非特异性免疫功能。

2.2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，对小鼠基本无毒副作用，是一种极其安全的口服天然降糖活性物质。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。

2.3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）在体外能够直接清除过氧阴离子自由基和羟基自由基，在体内也有显著增强血清和组织中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。

2.4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DN A、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)进行研究，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节作用，可能是其抑瘤的重要机制之一。经常食用海藻的中老年人很少患癌。日本科学家研究证实，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习惯有关。

2.5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。其抑制率分别为85.96%和8 8.63%，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(89.25)近似。从微红藻中提取出的多糖，可以阻止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。

2.6抗辐射作用

海藻糖对电磁辐射具有明显的防护效果，它能使患有接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，增强小鼠的抗辐射能力，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备能力，从而延缓机体衰老，还可增强机体对疲劳的耐受能力。

2.7降血压作用

人们研究发现，海藻中的糖不仅提供能量，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，有阻止动物红细胞凝集反应的作用，可防止因血液黏性增大而引起的血压上升。

三．海藻糖的提取和生产方法

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行了大量的研究。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。

3.1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，首先通过改变微生物的生长条件，使其体内积累更多的海藻糖，然后采用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—真空干燥—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，至今仍然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，因为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、纯化等方面进行了大量的研究，Comes等分离出两个酵母菌株，它们在热击条件下大量积累海藻糖。李于等对酵母海藻糖的提取纯化条件进行了研究，海藻糖提取率可达98.81%。上世纪4 0年代，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，成本高，很难实现大规模工业化生产。

3.2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)、