海藻糖的最新研究进展
海藻糖的应用研究
海藻糖的应用研究摘要研究发现，海藻糖具有良好的辅助动植物增强其抗逆性的功能。
海藻糖独特的性能使其在在食品、生物医药及农业生产领域的有着非常广泛的应用价值。
关键词海藻糖；食品；生物；农业；应用价值研究表明，某些物种对外界恶劣环境所表现出的较强的抗逆耐性与其体内存在海藻糖有关系。
海藻糖能够有效的保护细胞膜和蛋白质的空间构象，因此许多含有海藻糖的动植物干燥失水后仍维持活性，一旦遇水就立刻复活，从而可保存其固有的风味、色泽和纹理。
研究表明，外源性的海藻糖对生物体和生物大分子亦具有良好的非特异性保护作用。
在海藻糖存在的条件下，各种保存条件要求苛刻的基因工程酶类疫苗和抗体等干燥复水后的仍具有良好的功能性。
由于海藻糖具有这种奇妙的特性，使其在医药、食品、化妆品、农业等方面具有广泛的应用价值，成为一项极有开发和应用前景的产品。
1 海藻糖在食品方面的应用在食品加工方面，海藻糖作为一种天然食品添加剂具有改善干燥加工食品质量和风味的作用。
此外，海藻糖也可广泛应用于奶类、果汁饮料、蔬菜汁、风味调料等的防腐保鲜。
海藻糖属于一种非特异性保护剂，几乎对所有的生物分子都具有一定的保护功能，而且它的化学性质非常稳定，具有不易焦糖化，甜度低，在人体内可被分解为葡萄糖等特点，可以作为一种新型的天然防腐剂来使用。
目前，己有将其用于奶类、禽蛋及番茄酱等食品的保存。
海藻糖还是一种能改善干燥食品质量和风味的天然食品添加剂。
海藻糖可与食盐共存，能增强食品优良口味，改善口感。
而在蔗糖中加入一定量的海藻糖，使其甜味优良，可广泛用于调味料、点心、面包、口香糖、火腿、乳制品等产品种来使用。
无水海藻糖有很强的吸湿性，是一种天然脱水剂。
通过无水海藻糖吸收水分后变为结晶海藻糖，可以有效地防止粉末状食品粘着结块。
因此，无水海藻糖可广泛用于糖衣食品、各种点心、颗粒佐料、酥脆饼干等。
此外，海藻糖还具有抗干燥，化学稳定性强和甜度低等特点。
海藻糖能阻止还原糖和游离氨基发生反应，从而抑制美拉德反应的发生。
海藻糖在饮料中的应用优势及研究进展
添加剂与营养T logy科技海藻糖在饮料中的应用优势及研究进展□ 高琪 庞明利 保龄宝生物股份有限公司海藻糖是两个葡萄糖分子以α,α-1，1键连接成的非还原性双糖，最初由Wiggers从黑麦的麦角菌中分离得到，后来在多种动植物和微生物中均发现了海藻糖的存在，如藻类、酵母、真菌、细菌、虾等。
海藻糖是一种贮藏性碳水化合物，具有独特的生物分子及细胞保护功能，《Nature》杂志发表了海藻糖的专文之后，海藻糖便有了“生命之糖”的美誉。
基于海藻糖的保湿性、低甜度、不致龋齿等特性，近年来海藻糖在食品、医药领域以及化妆品方面的应用愈加广泛，其生产技术和应用研究也颇受研究者的关注。
饮料品种繁多，按生产工艺通常分为酒精饮料和非酒精饮料两大类，后者被称为软饮料，按照GB l0789《饮料通则》，我国饮料分为碳酸饮料(汽水)类、果汁和蔬菜汁类、蛋白饮料类、饮用水类等11大类。
随着我国居民收入的提升，消费者生活水平有所提高，其消费理念和消费能力也逐渐发生了变化，从追求温饱型消费向质量型消费过渡。
越来越多的消费者开始对饮料产品的营养成分是否天然健康、绿色环保以及品位时尚等更高层面有所需求，因此，低糖低热量、风味更好的饮料以及特殊用途的功能饮料成为消费者的新宠。
海藻糖性质海藻糖是蔗糖的同分异构体，有许多相似的地方，但是海藻糖分子结构对称，无半缩醛基，所以不具有还原性和旋光性，在酸、热条件下都具有良好的稳定性。
海藻糖在饮料中的应用优势低甜度海藻糖甜度较低，在浓度为22.2%时，其甜度约为蔗糖的45%，而甜味比砂糖更持久，温和的甜味可以有效改善含糖食品的甜腻感。
因其淡爽的低甜度，使海藻糖与蔗糖或其他甜味剂结合后用于食品饮料中，更加凸显食品材料原有的风味。
茶饮料具有茶叶的独特风味，含有天然茶多酚、咖啡碱等茶叶有效成分，是中国消费者较为喜欢的饮料品类。
近年来，茶饮料发展势头强劲，表现出强烈的上升趋势。
茶叶中因含有咖啡碱、可可碱、茶叶碱、花青素类、茶叶皂苷、苦味氨基酸等物质，苦涩味较重，故而茶饮料中通常通过添加糖类物质进行改善和掩盖。
海藻糖制备方法及应用研究概述
海藻糖制备方法及应用研究概述作者：周培华刘兰刘赛侯文慧周颖袁列江来源：《食品安全导刊》2023年第12期摘要：海藻糖为一种性质稳定且不具有还原性的功能糖，具有保护生物活性物质的特殊功能，在各行各业中应用广泛，且具有广阔的发展前景。
本文主要综述了目前海藻糖的制备方法和海藻糖的应用研究，探讨了海藻糖的发展动态及应用前景，以供相关人员参考。
關键词：海藻糖；功能糖；制备方法；应用研究Review on Preparation and Application of TrehaloseZHOU Peihua， LIU Lan， LIU Sai*， HOU Wenhui， ZHOU Ying， YUAN Liejiang（Hunan Provincial Institute of Product and Goods Quality Inspection， Changsha 410017，China）Abstract： Trehalose is a stable and non reducing functional sugar with special functions of protecting bioactive substances. It is widely used in various industries and has broad development prospects. In this paper， the preparation methods of trehalose and the application of trehalose were reviewed， and the development trend and application prospect of trehalose were discussed， for reference by relevant personnel.Keywords： trehalose; functional sugar; preparation method; application research海藻糖是由两个葡萄糖分子以α-1，1糖苷键构成的非还原性糖，性质很稳定，属于一种功能性糖，它具有保护生物活性物质的特殊功能，能很好地保护细胞和营养物质的结构，使生物体在极端异常情况下，仍能保持生命活力[1]。
海藻糖生物合成及应用研究进展_曲茂华
海藻糖生物合成及应用研究进展曲茂华，张凤英，何名芳，陈卫平*（江西农业大学食品科学与工程学院，江西南昌330045）摘要：海藻糖是一种非还原性二糖，是生物细胞抵抗不良环境的应激代谢产物，它可广泛用于食品、化妆品、生物医药和农业等领域。
本文对最近几年海藻糖在生物细胞中的合成途经及酶调控机制、海藻糖生产合成方法及生产菌种、海藻糖对生物细胞保护作用机理及海藻糖在相关领域中的应用等研究进展进行了综述。
关键词：海藻糖，酶，合成，调控机制，应用Research progress in trehalose biosynthesis and applicationsQU Mao-hua ，ZHANG Feng-ying ，HE Ming-fang ，CHEN Wei-ping *（Institute of Food Science and Engineering ，Jiangxi Agricultural University ，Nanchang 330045，China ）Abstract ：Trehalose ，a disaccharide with non-reducing as metabolite of cell in hostile environment ，was used in domains of food ，cosmetic ，biological medicine and agriculture.The newest research progress of trehalose including synthesis pathways with enzyme regulatory mechanism ，synthesis methods with producing strains ，mechanism of protection for cell and applications in relative domains were reviewed in this paper.Key words ：trehalose ；enzyme ；synthesis ；regulatory mechanism ；application 中图分类号：TS245.9文献标识码：A 文章编号：1002-0306（2014）16-0358-05doi ：10.13386/j.issn1002-0306.2014.16.070收稿日期：2013－12－03*通讯联系人作者简介：曲茂华（1989-），男，硕士研究生，研究方向：食品微生物。
海藻糖的功效与作用
海藻糖的功效与作用海藻糖，又称为天然海藻多糖或Fucoidan，是一种提取自海带、紫菜等海洋藻类中的多糖，具有丰富的营养价值和医疗保健功能。
它在许多领域展示出了广泛的应用前景，包括抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、保护心脑血管健康等方面。
本文将详细介绍海藻糖的功效与作用。
一、抗氧化氧自由基在人体中的产生与许多疾病的发生直接相关，而抗氧化剂可以中和和清除体内自由基，减少因氧化反应而导致的各种疾病。
海藻糖作为一种天然的抗氧化剂，可以有效中和人体内的自由基，减轻氧化应激带来的伤害，延缓细胞的衰老。
研究表明，海藻糖具有很高的氧自由基清除能力，对保护细胞免受氧化损伤起到积极作用。
二、抗肿瘤海藻糖所含有的独特的多糖结构使其具有显著的抗肿瘤活性。
它可以抑制肿瘤细胞的增殖和扩散，诱导肿瘤细胞凋亡，并增强免疫力，抑制肿瘤的生长。
最新的研究表明，海藻糖还可以通过调节肿瘤相关基因的表达，抑制癌细胞增殖和转移，具有极高的治疗潜力。
三、抗病毒海藻糖具有广谱的抗病毒活性，可以抑制多种病毒的感染和复制过程，包括流感病毒、乙肝病毒、艾滋病毒等。
它通过抑制病毒进入细胞、抑制病毒复制酶、增强机体免疫功能等多种机制来实现抗病毒作用。
此外，海藻糖还可以减轻感染过程中的炎症反应，减少病毒感染对机体的损伤。
四、保护心脑健康海藻糖对心脑血管系统有保护作用，可以降低血脂、抗凝血、抗血小板聚集，预防和改善动脉硬化、冠心病、脑卒中等疾病。
研究发现，海藻糖可以调节血液中的胆固醇水平，增加高密度脂蛋白（好胆固醇）的含量，减少低密度脂蛋白（坏胆固醇）的含量，降低心脑血管疾病的风险。
五、增强免疫力海藻糖可以刺激免疫细胞活性，促进免疫系统的正常功能。
它可以增加白细胞数量和活性，增强机体的抗病能力。
同时，海藻糖还可以调节免疫细胞的分泌，提高免疫因子的水平，增强免疫反应的效果。
研究表明，长期补充海藻糖可以显著提高机体的免疫力，预防感染和疾病的发生。
六、促进消化海藻糖具有良好的保护胃肠道的功效，可以增强消化系统的功能。
海藻糖研究进展
关键 词 ：海 藻糖 ； 生物 学 特性 ； 能性 食 品 功
文章 编号 ： ｌ０— ９ ７（０ ２０— ０４ — ０ ０ ８ ５ ８ ０ ）８ ０４ ２ ２
中 图分类 号 ：Ｔ ２２３ Ｓ ０．
（）麦 芽 寡 糖 基 海 藻 糖 合 酶 （ ４ ＭＴＨａｅ 和 麦 芽 寡 糖 基 ｓ） 海 藻 糖水 解酶 （ ＭＴＳ ｓ）１ ３ １ ａｅＥ ，，， ］ １６ ５
体和 生物 大 分子起 着 良好 的 非特 异性 保 护作 用。 因此 ， 藻 海
糖 在 分 子 生物 学 、 医学 、 品 、 食 化妆 品、 业等 方 面 具 有广 阔 农 的应用 前 景。
可 采用 葡 萄糖 、 糖 、 芽糖 或淀 粉等 为底 物 ， 过有 关 蔗 麦 通
酶 的作 用转 换成 海 藻糖。
３４ 基 因 重 组 法 ．
酷的条件下， 海藻糖可以对生物膜、 白质和核酸等生物大 蛋
分子 发挥 保 护作 用 ， 而使 富含 这种 奇 妙化 合 物 的生命 体对 从 外 界恶 劣 环 境表 现 出独 特 的 生物 学 特 性 ［ 。 新 近研 究 证 明 ８ ］ 外 源性 的 海 藻糖 也 能 对 生物 体 和 生物 大分 子 有 良好 的 非特 异性 保 护作 用 ， 正是 海藻 糖 身价 倍增 的重 要 原 因。 这 海 藻糖 生物 保 护作 用 机 制 一般 认 为是 海 藻糖 的 生 物保 护机 构在 于强 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 白等 的 变性 ［９。关 于海 藻 糖对 生 物 分子 的保 护作 用 ， ８． ， 人们进 行 了 大量探 索 ， 出了种 种 假说 。 目前 主要 有两 种假 提 说 解 释 海 藻糖 稳 定 生 物分 子 的机 理 ：一 种 称 为 。 替 代 水 假 说 ］另 一种 称 为。 ， 玻璃 态 ” 说 ［ ｏ。 假 １ ］
海藻糖的开发应用及研究进展
海藻糖的开发应用及研究摘要：海藻糖（Trehalose）是一种安全、可靠的21世纪新型天然糖类。
广泛应用于生物学、食品、医药、化妆品等行业。
本文主要对其理化性质、生物学特性、应用前景、提取方法等方面进行综述。
关键词：海藻糖生物学特性提取应用海藻糖又称酵母糖,是由两个吡喃环葡萄糖分子以a- 1, 1 糖苷键连接的非还原性二糖。
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。
海藻糖因此在科学界素有“生命之糖”的美誉。
国际权威的《自然》杂志曾在2000年7月发表了对海藻糖进行评价的专文，文中指出：“对许多生命体而言，海藻糖的有与无，意味着生命或者死亡”。
1832年, Wigger从黑麦中首次分离得到海藻糖,之后研究发现海藻糖广泛存在于动植物体和微生物体内,如磨菇、海带、面包酵母等。
它的分子式为C12H22O11。
因海藻糖对生物活性物质具有重要的抗逆保鲜作用,许多生物体在逆境(如脱水、干旱、高温、冷冻、高渗透压及有毒试剂等)条件下都能通过体内调节增加海藻糖的含量来抵御外界不良的伤害。
此外,海藻糖通过外加式同样能对生物体和生物大分子起着良好的非特异性保护作用。
因此, 海藻糖在生物学、医药、食品、农业、保健品、化妆品等方面具有广阔的市场前景。
1、海藻糖的性质1.1海藻糖的结构海藻糖是一种由两个葡萄糖分子通过半缩醛羟基以a-1，1糖苷键结合的非还原性双糖。
它有(a，a)、(a，p)、(p，p)三种光学异构体，天然存在的海藻糖一般为(a，a)型，分子式为1．2 海藻糖的理化性质海藻糖是白色晶体，带有两分子结晶水，能溶于水、冰醋酸和热乙醇中，不溶于乙醚、丙酮。
海藻糖的理化性质非常稳定，不能使斐林试剂还原，也不能被a-糖苷酶水解，但在强酸条件下能被水解为两个葡萄糖分子[1]。
食品研究开发期末论文(海藻糖的研究)
海藻糖的一些研究与开发海藻糖作为一种天然的糖类,最早发现海藻糖的是W igger,他在研究黑麦的麦角菌时,让溶液静置一段时间之后,发现在容器壁中形成一些无色、非还原性、微甜的糖晶体。
随后人们发现它在自然界的动植物和微生物中广泛存在,Elbein总结了各种生物中海藻糖的含量分布,近80种植物、藻类、真菌、酵母、细菌,昆虫到无脊椎动物都罗列其中。
经过100多年的研究,直到进入20世纪90年代,较大规模的工业化生产才得以实现。
由于海藻糖的结构明显不同于其他低聚糖类,自然就赋予了它独特的理化性质与生物学特性,学术界对海藻糖的作用机理和应用进行了广泛的研究。
海藻糖(Trehalose),又名覃糖,是由两个吡喃环葡萄糖分子以A,A-1, 1键连接而成的双糖,化学名为A-D-吡喃葡糖基A-D-吡喃葡糖苷(a-D-glucosideo-a-glucosideo),分子式为C12H22O11#2H2O,分子量378133。
海藻糖理论上存在有三种不同的正位异构体(Anomers),即A,A-型、A,B-型和B,B型。
但在自然界中广泛存在的只有A,A-型异构体,也就是通常所说的海藻糖(Trehalose),也被称作蘑菇糖(Mycose,Mushroom sugar),其余两种很少见,仅在蜂蜜和王浆中发现了少量的A,B-型海藻糖(新海藻糖, Neotrehatose);另一种B,B型也被称作异海藻糖(Isotrehalose)。
海藻糖的理化性质详见下表：20世纪90年代以来,海藻糖的研究成为世界各国科学家研究的热点,其原因不仅是因为海藻糖作为一种低聚糖具有其它低聚糖的特性,而且它还具有独特的生物活性,即它对生物体和生物分子具有独特的非特异性保护作用。
长年生活在沙漠地带的一些昆虫和植物,在中午的高温下几乎被干燥脱水,处在生理学上的假死状态,但一经降雨补充水分,数小时后就能复活。
英国剑桥大学的学者对这些隐生生物的研究表明,这种复活现象是由于其体内存在高浓度的海藻糖。
海藻糖的研究现状及其应用前景
关于海藻糖的生物保护机制 , 国外科学家进行 了大量的探索 , 提出了 3 种假说 :“水替代”假说 、“玻 璃态”假说和“优先排阻”假说 。这 3 种假说的相互
补充基本能够解释海藻糖保护生物分子的机制 。 2 .1 “水替代”假说
Crowe 等[ 3] 根据在海藻糖存在条件下干态磷脂 与水合磷脂物 理性质相似这一现象 , 提出了“水替 代”假说解释海藻糖对干态生物膜的保护作用 。 此 假说认为 , 海藻糖能与生物分子形成氢键 , 代替空间 结构所必须的水分子 。 即生物体内的蛋白质 、核酸 、 糖类 、脂质类及其它生物大分子周围均包着一层水 膜 , 这层水膜是维持生物大分子的结构 、功能必不可 少的物质基础 , 当干燥 、冷冻等条件下失去水膜时 , 海藻糖分子能 在失水部位与生物大分 子以氢键连 接 , 形成一层保护膜以代替失去的结构水膜 , 而不至 于使生物分子丧失活性 。Crowe 和 Carpenter[ 5] 对傅 立叶红外转换(FTIR)数据的研究有力地支持了这一 假说 。
海藻糖的研究进展及其应用前景_张树珍
海藻糖的研究进展及其应用前景张树珍(中国热带农业科学院热带作物生物技术国家重点实验室 海口 571101)摘要 综述海藻糖的理化性质、来源、相关的酶及其对生物分子的保护特性、作用机理和可能的应用前景。
关键词 海藻糖 理化性质 作用机理1 海藻糖的理化性质及来源海藻糖(Trehalose)是一种稳定的非还原性双糖,它由两个吡喃环葡萄糖分子与1,1糖苷键连结而成[1]。
在理论上它存在三种不同的正位异构体(Anomers),即α,α-海藻糖(又叫蘑菇糖,Mycose),α,β-海藻糖(新海藻糖,Neotr ehalose),β,β-海藻糖(异海藻糖,Isotrehalose)。
海藻糖可以几种固体形式存在,最常见的是二水化合物,熔点达97℃,将其加热至130℃,其失去结晶水,成为无水结晶体时,熔点可达214～216℃。
其水溶液性质稳定,无色无嗅,口感略带甜味,它不会焦糖化[2]。
海藻糖的理化性质十分稳定,不能使斐林试剂还原,也不能被α-糖苷酶水解,但在强酸条件下能被水解为两个葡萄糖分子。
海藻糖的某些理化性质如下[3]:①熔点:含结晶水的为97.0℃,不含结晶水的为214～216℃。
②溶解热:含结晶水的为57.8kJ mol,不含结晶水的为53.4kJ mol。
③甜度:相当于蔗糖的45%。
④溶解度:10℃时为55.3,50℃时为140.1,90℃时为602.9。
⑤稳定性:a.pH稳定性:在pH3.5、100℃、24h条件下,99%残存。
b.热稳定性: (水中)120℃、90min,褐变。
c.热稳定性: (含蛋白质溶液)沸水、90min,褐变。
d.水溶液保存期:在37℃下可保存12个月。
海藻糖最初是从生活在沙膜中的一种甲虫蛹中分离得到,后来发现它存在于低等维管植物、藻类、细菌、真菌、酵母、昆虫及无脊椎动物中。
近年来还发现人体的肾脏也存在海藻糖,其中磨菇中海藻糖比较丰富,占其干重的11%～17%,所以海藻糖又称作蘑菇糖[4]。
昆虫中海藻糖代谢的研究进展
, 此后
、 植物
[ 11]
。
为了利用海藻糖, 昆虫组织必须利用海藻糖分解酶 ( 海藻糖葡糖水解酶, EC 3. 2. 1. 28 ) 将 1 m ole海藻糖分解成 2 m ole的葡萄糖用于组织细胞的糖酵解。 3 昆虫中海藻糖代谢的调节 在动物界 , 海藻糖最早是在昆虫中被报道的, 它不仅存 在于血液中, 也存在于幼虫或蛹中。海藻糖是由脂肪体专门 合成的 。在很多昆虫中, 脂肪体是一个明显的从头部延 伸到腹部, 由组织突起物附着在器官上的一个网状结构组 成, 它被血液包被着。脂肪体是昆虫的中间代谢场所, 它使 脊椎动物中肝脏和动物脂肪执行的功能得到了结合 3 . 1 昆虫中海藻糖合成酶的功能与调控
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海藻糖的最新研究进展
第9卷第4期2007年12月辽宁农业职业技术学院学报Jour nal of L iao ning A gr icultural Co llege V ol 9,No 4Dec 2007收稿日期:2007-10-20作者简介:胡慧芳(1972-),女,硕士,从事植物逆境生理研究。
海藻糖的最新研究进展胡慧芳,马有会(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连116029)摘 要:海藻糖被誉为生命之糖,当生物体受到不良环境条件胁迫时,它能保护生物大分子结构和功能的稳定,维持生物体的正常生命活动。
因此,它备受科学家的关注和研究。
本文对海藻糖的理化性质特别是生物学特性及应用方面的最新研究作了详细的介绍,为进一步研究海藻糖提供很好的参考。
关键词:海藻糖;生物学特性;应用中图分类号:Q 53 文献标识码:A 文章编号:1671-0517(2007)04-0026-03 海藻糖(T rehalose)最初由Wigg er s 等于1882年从黑麦的麦角菌中分离出来。
后来发现它是一种广泛存在于植物、细菌、真菌和无脊椎动物体内的非还原性的双糖。
最初被认为它只是作为一种碳源而被贮存,后来发现海藻糖往往是在环境胁迫条件下产生,含量可随外界环境条件的变化而变化,是一种应激代谢物。
当生物体处于饥饿、干燥、高温、低温冷冻、辐射、高渗、有毒试剂等不良环境的胁迫时,它能对生物体及生物大分子的活性有着良好的保护作用。
外源性的海藻糖对生物体及生物大分子的活性也有着良好的保护作用。
这一特点引起了科学家极大的兴趣。
本文将对近几年有关海藻糖的理化性质特别是生物学特性及其应用方面的研究作详细的介绍。
1 海藻糖的结构、性质1 1 结构海藻糖是一种由两个葡萄糖分子通过半缩醛羟基以a-1,1糖苷键结合的非还原性双糖。
它有(a,a)(a,b)(b,b)三种光学异构体。
天然存在的海藻糖一般为(a,a)型,分子式为C 12H 22O 11 2H 2O 相对分子量为378 33。
海藻糖应用的研究进展
海藻糖应用的研究进展摘要；海藻糖是一种非还原性双糖,它广泛存在于自然界中,其化学性质稳定,有稳定细胞膜和蛋白质结构的特性。
它的一些特性也成为研究的热点。
如今，在工农业生产中都有广泛的应用，本文对海藻糖的生物学功能、在医学、农学、食品科学、基因工程，以及微生态制剂等方面的应用进行综述。
关键词：海藻糖食品医药农业基因工程Progress in the application of trehaloseAbstract Trehalose is a non-reducing disaccharide, is widely found in nature, and its chemical stability, a stable membrane properties and protein structure. Some of the features it has become a research hotspot. Now, in the industrial and agricultural production are widely used in this paper on the biological function of trehalose in medicine, agriculture, food science, genetic engineering, and applied aspects of probiotics are reviewedKey words Trehalose Food Medicine Agricultural Genetic Engineering海藻糖（Trehalose）是一种安全、可靠的天然糖类，1832年由Wiggers将其从黑麦的麦角菌中首次提取出来，随后的研究发现海藻糖在自然界中许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在，如人们日常生活中食用的蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有含量较高的海藻糖海藻糖是由两个葡萄糖分子以α,α,1,1-糖苷键构成的非还原性糖，自身性质非常稳定，并对多种生物活性物质具有神奇的保护作用。
海藻糖的特性及其应用研究进展
#综述#海藻糖的特性及其应用研究进展胡玥(山东大学威海分校海洋学院,山东威海264209)摘要:海藻糖是一种非还原性双糖,化学性质非常稳定,并且对生物体和生物大分子具有非特异性保护作用。
本文对海藻糖的特性及其应用研究进展进行了简要综述。
关键词:海藻糖特性应用中图分类号:R961文献标识码:A文章编号:1672-7738(2009)06-0350-03Characteristics of trehalose and its progress in research and applicationH U Yue(M ar ine Co llege,Shando ng U niver sity at W eihai,Weihai264209)ABSTRAC T:T r ehalose is no n-r educing disaccharide,wit h stable chemical pr operty and non-specific pro tect ive effect o n the org anism and the biomacro molecules1T he a rticle summar ized the research of the propert y and applicatio n o f trehalose1 KEY WORDS:T r ehalose;character istic;application海藻糖(T rehalose)是由两个葡萄糖分子通过半缩醛羟基结合而成的非还原性双糖,广泛存在于细菌、藻类、酵母、低等植物、昆虫和其他无脊椎动物中,尤其在霉菌、蘑菇等真菌中含量高达干重的20%[1]。
1832年Wigg er从黑麦的麦角菌中首次分离得到海藻糖。
由于海藻糖化学性质稳定、安全无毒、甜味适中、并且在高温、冷冻、干燥失水、高渗透压等不良环境下可保护生物体的组织和大分子的功能和活性,使得海藻糖在食品、医药工业、化妆品和农业等领域有着广阔的应用前景。
酶法生产海藻糖研究进展
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海藻糖的研究进展
1996年，Suzuki等在常用的保护剂中加 入海藻糖，其浓度为5mmol/L100mmo1/L时能大大提高冷藏解冻的牛 卵母细胞的受精率。
食品工业的应用
海藻糖是一种能改善食品风味的天 然食品添加剂,它可应用于奶粉、果 汁饮料、冷冻浓缩果汁、蔬菜汁、 风味调料等。
还可用于家畜以及饲养动物的饲料中， 使动物更加喜食。已有研究成果，利用 大肠杆菌的海藻糖合成酶基因导入甜菜、 马铃薯中，在获得大量海藻糖的同时， 也增强了植物的抗旱性和耐寒性。
在化妆品工业中的应用
海藻糖及其硫酸衍生物可以作为化妆品 的保湿剂、稳定剂和品质改良剂；而其 脂肪酸衍生物则是优良的表面活性剂
化学合成法缺点是产率低、分离困难, 目 前还处于研究阶段。
海藻糖的生产方法
微生物抽取 微生物发酵法 酶合成法 基因重组法 化学合成法
微生物抽取
由于海藻糖在酵母中的含量较大，可达 酵母干重的20%，海藻糖最早的传统的 生产方法即是从酵母中采用溶剂抽提法 进行提取。
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。
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，也可得到大 量海藻糖。
利用基因工程技术生产海藻糖具有很大 的优势。
化学合成法
海藻糖的化学合成法是在2 , 3 , 4 , 6 - 四 乙酰基葡糖和3 , 4 , 6 - 三乙酰- 1 , 2 - 脱 水- D -葡糖之间产生环氧乙烷加成生成。
在医药工业中的应用
在医药领域中，海藻糖可作为冻干菌种、 病毒疫苗、激素、活菌制剂等的保护剂， 还可防止有白蛋白导致的疫苗血源污染， 而且若其取代白蛋白应用于各类疫苗和 酶、诊断用品、蛋白质、细胞因子和干 扰素等，于室温保存好几年也不失效并 且价格低廉。
海藻糖在焙烤食品中应用研究进展
50 食品安全导刊 2013年5月刊海藻糖(Trehalose)是一种安全的天然糖类，是由两个葡萄糖分子通过半缩醛羟基结合而成的非还原性双糖，从黑麦的麦角菌中首次提取出来。
其广泛存在于细菌、藻类、酵母、低等植物、昆虫和其他无脊椎动物中，在霉菌、蘑菇等真菌中含量高达干重的20%。
海藻糖自身性质非常稳定，并对多种生物活性物质具有保护作用。
在近年的食品添加研究中，因其独特的生物学特性，海藻糖成为研究和开发的热点。
海藻糖以其优良的加工性能，已经被应用到食品及药品等行业，在日本近50%的海藻糖被应用到了焙烤食品中。
海藻糖在焙烤食品中应用特点海藻糖在焙烤食品中的广泛应用，主要由其在焙烤食品中优良的加工性能所决定。
1.甜度、甜质海藻糖的甜度为蔗糖的45%，甜味纯正，甜质淡爽不留后味。
与砂糖或其他糖料混合使用于焙烤食品中，能有效改善蛋糕、饼干、糖霜、奶油和馅料的甜味，减少甜腻感，充分体现各种产品独特的风味。
2.防止淀粉老化无水结晶海藻糖有很强的吸湿性。
天然的蔗糖只有无水结晶一种形态，它没海藻糖在焙烤食品中应用研究进展□ 王乃强 周清涛 帅斌 王彬彬 杨海军 保龄宝生物股份有限公司有吸取其他物质水分子的特性；乳糖和麦芽糖与海藻糖一样具有含水结晶和无水结晶两种结晶态，它们的无水结晶粉末也有吸水性，但它们吸取的水量只有海藻糖的l/2。
而且，这两种糖具有还原性末端，对与之配合的物质的稳定性产生很大损害。
防止淀粉老化是保持焙烤食品品质的关键问题，海藻糖的保湿保水性能使烤面包保持适当的水分，防止淀粉老化，保持面包组织柔软有弹性。
在淀粉类食品中添加海藻糖，也可明显抑制淀粉的老化，延长产品的货架期。
3.抑制蛋白质变性常用的防腐技术和工艺易产生蛋白质变性问题，且化学防腐剂又有一定的毒性，使用海藻糖能避免这些技术缺陷。
据报道，在大米加工过程中加入2%的海藻糖，可使米质保持数年不变；在乳制品、肉类、水果等产品中使用，可改善其感官品质，普遍延长这些产品的货架寿命。
海藻糖的研究进展共23页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
海藻糖的研究进展
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——联
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第9卷第4期2007年12月辽宁农业职业技术学院学报Jour nal of L iao ning A gr icultural Co llege V ol 9,No 4Dec 2007收稿日期:2007-10-20作者简介:胡慧芳(1972-),女,硕士,从事植物逆境生理研究。
海藻糖的最新研究进展胡慧芳,马有会(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连116029)摘 要:海藻糖被誉为生命之糖,当生物体受到不良环境条件胁迫时,它能保护生物大分子结构和功能的稳定,维持生物体的正常生命活动。
因此,它备受科学家的关注和研究。
本文对海藻糖的理化性质特别是生物学特性及应用方面的最新研究作了详细的介绍,为进一步研究海藻糖提供很好的参考。
关键词:海藻糖;生物学特性;应用中图分类号:Q 53 文献标识码:A 文章编号:1671-0517(2007)04-0026-03 海藻糖(T rehalose)最初由Wigg er s 等于1882年从黑麦的麦角菌中分离出来。
后来发现它是一种广泛存在于植物、细菌、真菌和无脊椎动物体内的非还原性的双糖。
最初被认为它只是作为一种碳源而被贮存,后来发现海藻糖往往是在环境胁迫条件下产生,含量可随外界环境条件的变化而变化,是一种应激代谢物。
当生物体处于饥饿、干燥、高温、低温冷冻、辐射、高渗、有毒试剂等不良环境的胁迫时,它能对生物体及生物大分子的活性有着良好的保护作用。
外源性的海藻糖对生物体及生物大分子的活性也有着良好的保护作用。
这一特点引起了科学家极大的兴趣。
本文将对近几年有关海藻糖的理化性质特别是生物学特性及其应用方面的研究作详细的介绍。
1 海藻糖的结构、性质1 1 结构海藻糖是一种由两个葡萄糖分子通过半缩醛羟基以a-1,1糖苷键结合的非还原性双糖。
它有(a,a)(a,b)(b,b)三种光学异构体。
天然存在的海藻糖一般为(a,a)型,分子式为C 12H 22O 11 2H 2O 相对分子量为378 33。
其结构式为1 2 理化性质海藻糖是白色晶体,带有两分子的结晶水。
海藻糖的一些重要的理化性质如下:溶解性:能溶于水、冰醋酸和热的乙醇中,不溶于乙醚、丙酮。
熔点:含有2个H 2O 的海藻糖结晶熔点为97 ,无水结晶为210 5 。
溶解热:含两个水的海藻糖结晶57 8KJ/m ol,无水结晶的为53 4KJ/m ol 。
甜度:相当于蔗糖甜度的45%。
但它的甜味爽口,不留后味,口感变酸。
吸湿性:含2个水的海藻糖结晶在相对湿度90%以下没有吸湿性,无水结晶在相对湿度30%以上有吸湿性,转变为二水结晶。
乳酸和麦芽糖与海藻糖一样有无水和有水两种结晶态,它们的无水结晶粉末也有吸湿性,但只有海藻糖的1/2。
稳定性:(1)pH 值稳定性:在pH 为3 5~10,100 ,24小时条件下,99%残存。
但在强酸条件下能被水解为两个葡萄糖分子。
(2)热稳定性:120 的水中,90m in,不褐变。
(含蛋白质的水溶液)沸水中,90m in,不褐变。
(含氨基酸的水溶液)沸水中,90min,不褐变。
(3)水溶液保存期:37 可保存12个月,不分解,不褐变。
(4)不能使斐林试剂还原,也不能被a-糖苷酶水解。
此外,海藻糖还具有良好的抗辐射和防腐作用。
1 3 生物学特性海藻糖的生物学特性主要体现在对生物体组织和生物大分子的非特异性保护作用。
对生物膜和生物细胞的保护作用:海藻糖具有使脱水生物膜稳定的功能。
据Crow e 等的研究表明从肌肉分离到的肌浆网,在不加海藻糖进行干燥时,其形态发生改变,重新水化时,转运Ga +的功能明显丧失。
而存在一定浓度的海藻糖时,在相同的过程中其形态几乎不发生改变,转运钙的能力也可以恢复到原有的水平。
不仅如此,对于处于冷冻条件下的完整的细胞和分离的膜,它也是极好的抗冻剂,这在植物细胞,人眼晶状体,动脉细胞和小鼠胚胎的冷冻保存方面取得了令人满意的结果。
对蛋白质的保护作用:蛋白质尤其酶在贮存和运输中易失活,海藻糖具有稳定和干燥蛋白质的功能。
黄成垠等实验了海藻糖在高温干燥条件下对工具酶的包活作用,结果表明加海藻糖保护的酶的活性是不加海藻糖保护的酶的活性的4~5倍,说明海藻糖在干燥条件下对酶活性的稳定作用明显。
葛宇、刘铃等研究了在冷冻和脱水的作用下,海藻糖对重组人铜锌SOD酶的保护作用。
李建伟、陈秀兰等研究了海藻糖对Pseudoaltermonas sp SM9913适冷蛋白酶的热稳定性的保护性的研究。
对DNA的保护作用:近年来研究表明,海藻糖不但可以保护生物膜及蛋白质分子免受干燥与冷冻的破坏,而且还可以保护细胞中的DNA分子,使其在辐射条件下免受其害。
2 海藻糖在相关行业的应用海藻糖原来成本极为昂贵,1995年以前,其价格为200~300美元/kg,自从由淀粉通过酶法直接制备了海藻糖后,价格已降低到2~3美元/kg,使海藻糖的大规模应用成为可能。
2 1 在食品加工行业的应用甜味添加剂:海藻糖的甜度较低,仅为蔗糖的45%,渗透压与蔗糖相当,且甜味爽口,不留后味,可在各种食品中替代蔗糖使用。
防腐剂和抗变性剂:由于常用的防腐技术和工艺易产生蛋白质变性问题,且化学防腐剂又有一定的毒性,海藻糖恰好能弥补这些技术缺陷。
据报道,在大米加工过程中加入2%的海藻糖,可使米质保持数年不变。
脱水剂:由于海藻糖具有很强的吸水性,可加入含水食品中,制成稳定的风味良好的脱水物。
据有关报道,在鸡蛋中添加3%的海藻糖,45 下干燥成粉状,复水后的产品和鲜蛋液相差无几。
添加海藻糖制成的奶粉水化还原成鲜牛奶,感官品质和营养物质基本保持不变。
保鲜剂:海藻糖对新鲜的水果蔬菜肉类以及其加工品等有很好的保鲜作用。
现在普遍使用的保存食品方法是冷冻或者使食品脱水(烘干或晒干)后加以密封等,这些方法会对食品造成损害,如色泽消失、味道改变、肉类干硬变质、维生素被破坏等,而且保存期很有限,时间一长食物就会腐烂发霉。
用海藻糖保存食品,上述一切问题都能获得圆满解决,同时加工过程也很简单。
只要将各种食物除去杂质后撒入海藻糖,搅拌或翻动几次,使海藻糖均匀地布满食品即处理完毕。
食用时,将食品取出重新洗涤,原来的色泽会立即恢复,味道也鲜美如初。
海藻糖长期保鲜食物的原理是它可以在常温下形成一种特殊的膜将食物密封,同时还会析出黏液将其黏结和滋润,并将原有的细菌和随后沾染的细菌杀死。
这种保护膜在常温下非常稳定,并且还能将外来的热量辐射回来。
因此,利用海藻糖保存食品不仅效果理想,成本低,操作也简单。
2 2 在医学上的应用保护生物制品:海藻糖可保护生物制品,为生物分子(包括蛋白质、酶制剂、糖、脂类等)、细胞膜和细胞器以及其它医用生物制品(包括血浆、珠蛋白、抗血清、转移因子、菌苗、疫苗和载药脂质体等)的保存、运输和使用带来极大的方便(免去冷冻、冷藏的设备和费用)。
保存活细胞:最近的研究表明,少量的外源海藻糖就可以提高经冷冻或脱水哺乳动物细胞的生活力,如向人类卵母细胞中注入0 15m olL-1海藻糖,然后冷冻到-60 ,解冻后仍有66%的细胞存活,而对照则无一存活。
保存活组织和器官:Yokom ise等报道,海藻糖用于待移植组织的保存后,可降低拮抗反应,提高移植组织的生活力。
此外,海藻糖可阻止H TV病毒对T淋巴细胞的破坏,具有降血糖、保肝等作用,还可制成衍生物用于抗癌剂、抗肿瘤剂中。
2 3 在农业上的应用海藻糖在农业育种方面的应用。
近年来,随着对海藻糖合成代谢途径的深入研究,许多微生物中各种海藻糖合成酶基因已相继被克隆,如大肠杆菌的otsA、o tsB基因,酿酒酵母中的tps1、tps2、tsl1基因等。
我国的赵恢武等、戴秀玉等相继分别将tps基因和ots基因转入烟草,使其耐旱性增强。
林丽璞,徐惠君,叶兴国等将海藻糖合酶tps基因导入普通小麦品种CB9945,其抗旱和抗盐性都有了一定程度的提高。
以上这些研究结果均表明海藻糖在培育抗逆品种方面有一定作用。
外源海藻糖对植物的保护作用。
有关外源海藻糖对逆境条件下植物的保护作用的报道较少。
丁顺华等在研究中发现,外源海藻糖可明显缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用;明显提高NaCl胁迫27第4期 胡慧芳等:海藻糖的最新研究进展条件下小麦幼苗叶片中K+的含量,降低Na+的含量,提高NaCl胁迫条件下小麦幼苗SOD酶活性,降低M DA的含量,降低细胞质膜透性,缓解根系质膜H-ATPase活性抑制。
汤绍虎等研究了外源海藻糖对渗透胁迫下油菜种子萌发和幼苗生理的影响。
由此可见,海藻糖在植物幼苗遭受盐害而脱水时,可以提高作物幼苗对高盐的抗逆能力。
2 4 在生化制品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,则可大大降低成本。
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干PRC反应试剂盒等新型生化工具。
此外,海藻糖具有保湿的功能,在化妆品上也有广泛的应用。
3 海藻糖的研究应用前景3 1 保护作用机理的研究对于海藻糖保护生物分子的作用机理,目前主要提出了水替代!假说、玻璃态!假说和优先结合!假说。
虽然这三种假说都不能完全解释海藻糖的作用机制。
但是,众多研究表明,海藻糖的保护作用机制与晶体结构、水溶液的物理构象和化学特性密切相关。
Sola-penna等研究认为,海藻糖的水化体积是蔗糖、麦芽糖、葡萄糖及果糖的4倍。
杨小民等(2000)通过研究海藻糖与纤维素酶混合物的物理学特性,结果表明,海藻糖的羟基与酶分子以氢键的形式结合,并且包裹在酶分子周围。
在今后的研究中,结合红外光谱和差式扫描量热法等先进的测试手段,深入研究海藻糖的物理化学特性,是揭示海藻糖作用机制的方向。
3 2 功能特性的深入研究在食品开发方面,海藻糖作为一种新型功能性低聚糖,对人体肠道作用机理,及调节机体的生理功效还未见详细报道。
此外,海藻糖在食品保鲜和防腐方面也有很大的潜力。
虽然很多报道证明了海藻糖作为食品保鲜剂的可行性,但保鲜机理和保鲜技术缺乏详细深入研究。
在农业生物技术的开发中,利用海藻糖合成酶基因培育的植物在提高植物的抗逆性方面有一定的作用。
但同时应看到,这些转基因植物在提高抗逆性的同时,其表型也发生了变化,如转基因烟草的形态发生了多种改变,包括变矮、茎变细等。
这说明海藻糖在转基因植物中的表达及相关代谢产物的积累在一定程度上影响了植物的生长发育。
为尽量减少这些不利影响,使海藻糖在植物体内诱导表达是一个前提。
小麦、水稻、蔬菜等农作物,在将海藻糖合成酶基因导入以提高其抗逆性的研究刚见报道,目前多国科学家已开始了这方面的研究。
另一方面,利用外源海藻糖提高植物抗逆性的研究的报道也很少,应注意这方面的研究。
吴信、林波探讨了海藻糖在动物饲料领域的应用前景,即它可作为抗变性剂和防腐剂,用于饲料的干燥和保存。