赤藓糖醇的特性及其应用研究进展
中国食品添加剂
专论综述
China Food Additives 赤藓糖醇的特性及其应用研究进展
李俊霖，郭传庄*，王松江，王建彬，隋松森
（诸城东晓生物科技有限公司，潍坊 261000）
摘要：赤藓糖醇，一种天然活性物质，被广泛应用于食品、医药保健品、日化产品和化工产品中。近年来，随着人们对于营养健康的关注度逐渐增加，学者对其理化及生物学特性研究的不断深入，赤藓糖醇的安全性得到证实，应用范围逐渐扩大。为此，本文对赤藓糖醇的来源、提取方法、理化特性进行了简要介绍，从机理和应用的角度阐述了赤藓糖醇在不同领域的研究。赤藓糖醇独特的代谢方式，使其被应用于糖尿病、葡萄糖不耐受症等特殊人群的功能食品中。赤藓糖醇的防龋性、抗氧化性、保湿性和不可燃性等特性使其在医药、日化领域的应用不断扩展。此外，本文结合国内外赤藓糖醇的最新研究进展，重点阐述了赤藓糖醇作为食品添加剂和化工原料的应用的扩展，进一步分析了赤藓糖醇优良的特性，以期为赤藓糖醇的应用研究和资源化利用提供理论依据与一定的参考。
关键词：赤藓糖醇；理化特性；生物活性；应用
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1006-2513（2019）10-0169-04
doi：10.19804/j.issn1006-2513.2019.10.022
Research progress in physicochemical properties， biological activities
and application of erythritol
LI Jun-lin， GUO Chuan-zhuang*， WANG Song-jiang， WANG Jian-bin， SUI Song-sen （Zhucheng Dongxiao Biotechnology Company Limited ， Weifang 261000）
Abstract： Erythritol is a kind of multifunctional natural active substance and is widely used in food， medicine， health care， cosmetic， chemical， and other ?elds. In recent years， people's attention to nutrition and health has gradually increased， and scholars have made further research on the physicochemical properties and biology characteristics of erythritol. The safety of erythritol has been con?rmed and the scope of application has gradually expanded. This paper briefly introduces the source， extraction method and physicochemical properties of erythritol， and expounds the research of erythritol in different ?elds from the perspective of mechanism and application. Erythritol has a unique metabolic way， so it’s used in functional foods for diabetes， glucose intolerance and other special populations.
Erythritol has many properties such as anti-plaque effect， oxidation resistance， moisture retention and non-?ammability， and its application in medicine， daily chemical and other industries is expanding. In addition， the resent properties， applications and research situation of Erythritol domestic and abroad have been presented in this paper. It provides theoretical basis and references for future research and utilization of erythritol.
Key words： erythritol； physicochemical properties； biological activities； application
收稿日期：2019-03-14
作者简介：李俊霖（1988-），女，硕士，工程师，主要从事发酵食品研究工作。
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2019年第10期
赤藓糖醇
一．赤藓糖醇国内外生产状况： 赤藓糖醇是一种带有清凉口感的填充型甜味剂,不仅拥有糖醇类产品的所有卓越功能,如防止龋齿、适宜糖尿病患者食用等特点,还独具低能量值和高耐受量的特性,属于填充型的功能性食糖替代品。生产厂家主要是日本Mitsubishi公司,于1990年已经完成工业化生产, 约占世界市场80%份额,其余被欧洲Cerestar和韩国Bolak等占有。我国赤藓糖醇的主要技术指标达到国际领先水平,具备工业化生产的成熟水平。 二．赤藓糖醇国内生产厂家： 1.山东保龄宝生物技术有限公司 2.广州施健生物科技有限公司 3.菏泽鑫友食品有限公司 4.南宁富谷科技有限公司 5.滨州三元生物科技有限公司 三．甘露醇市场价格： 29万/吨—35万/吨 四．赤藓糖醇的用途： 1.赤藓糖醇在食品中的应用 （1）糖果生产 赤藓糖醇具有吸湿性低、有清凉感、结晶性良好以及低热值、非致龋性等特性,加热不会引起美拉德反应。因此在一般食品加工条件下,几乎不会出现褐变或分解现象,十分适合应用于口香糖、糖果等忌
湿食品中。 （2）巧克力生产 精炼条件下,在巧克力浆料中加入赤藓糖醇,能使巧克力在80℃以上的环境中进行加工,大大缩短加工时间,又改善了产品的风味。由赤藓糖醇部分替代糖,能使巧克力的热量减少30%。 （3）乳制品、饮料以及酒的生产 发酵乳中添加10%赤藓糖醇,能延长产品的保质期。利用赤藓糖醇溶解时的吸热作用,可生产出自冷性的固体粉末饮料。计算值是10g 赤藓糖醇溶解于90g水中,温度下降约4. 8℃,在l00ml22℃的自来水中溶解17g赤藓糖醇时,实测约有6℃的冷却效果。在含酒精饮料中,由于糖类能促进酒精与水的结合,具有缓和酒精刺激性的效果。故可作为蒸馏酒的缓冲剂, 提高发酵产品的天然风味。除此之外,赤藓糖醇也广泛用于其他食品领域,如冰淇淋、糕点等等。 （4）保健类食品 赤藓糖醇具有不易被酶降解，不参与糖代谢，不导致血糖变化的特点，适合糖尿病患者保健食品的应用;代替蔗糖制成低能量值的保健食品，适合肥胖人群、高血压病人及心血管病人食用；食用后在肠道中的代谢特点，适合肠胃功能不调人群；利用抗龋齿功能，可制成对口腔健康有益的糖果和口香糖。 五．应用前景 赤藓糖醇除在食品工业中应用外，还可应用于医药、化妆品、化工等许多方面，其可部分替代甘油的作用生产化妆品，延缓化妆品变
海藻糖的特性及其应用
海藻糖的特性及其应用 彭亚锋,周耀斌,李勤,薛峰,冯俊 (上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海),上海 200233) 摘 要: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,具有独特的生物学特性、对生物抗脱水的保护作用、抗冷冻保护作用和抗高渗保护作用,同时赋予了防止淀粉老化、防止蛋白质变性、抑制脂类物质酸败、抑制鱼腥味的生成、矫正味道和矫正气味作用、抑制大米的米糠臭、保鲜、稳定物料中的超氧化物歧化酶、防蛀牙和补充能源等功能特性。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备对多种生物活性物质具有神奇的保护作用这一功能;这一独特的功能特性,使得海藻糖除了可以作为蛋白质药物、酶、疫苗和其他生物制品的优良活性保护剂以外,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,拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。 关键词:海藻糖;特性;功能;应用;前景 中图分类号:TS20211 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2009)01-0065-05 App li ca ti o n p r o spect of treha l o se PENG Ya2feng,ZHO U Yao2b i n,L I Q i n g,XUE feng,FENG Jun (Shanghai I nstitute of Quality I ns pecti on and Technical Research/Nati onal Food Quality Supervisi on and I ns pecti on Center(Shanghai),Shanghai 200233) Abstract:Trehal ose is a non2reducing sugar for med by t w o glucose molecules bet w eenα,α-1,1-glycosidic bond and is one of the most stable sugars in the world.It can effectively p revent organis m da mage in freezing,drying and heating.It has s pecial bi ol ogic characteristic including dehydrati on t olerance,freezing t olerance and hypert onic t oler2 ance.It can als o p revent starch retr ogradati on,p r otein denaturati on,li p ids rancidity,fishy s mell inhibiti on,keep ing rice fresh and stabling S OD in the ra w material.It is als o an energy s ource as well as keep ing teeth fr o m decay.No oth2 er natural sugar can compete with trehal ose unique p r operties.It is now become a p r otective reagent in p r oducing medi2 cines,enzy me,vaccines and other bi o2p r oducts.It is als o an i m portant component of keep ing cell activity and cos metics moisture.Further more,trehal ose is a unique food ingredient which can avoid the f ood degradati on and keep the fresh flavor.A s a s weetener,trehal ose is widely used in f ood p r ocessing. Key words:trehal ose;p r operty;functi on;app licati on;p r os pect 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[1][2]。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[3]。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 收稿日期:2008-11-17 作者简介:彭亚锋(1967-),男,高工,研究方向:食品加工与检验。
海藻糖的提取与分离实验设计
目录 海藻糖的提取与分离实验设计------------------------------------------ 2 前言----------------------------------------------------------- 2 关键词--------------------------------------------------------- 2 1、海藻糖的理化性质--------------------------------------------- 2 1.1密度----------------------------------------------------- 2 1.2熔点----------------------------------------------------- 2 1.3溶解热--------------------------------------------------- 2 1.4甜度----------------------------------------------------- 2 1.5溶解性、晶体析出性--------------------------------------- 2 1.6高玻璃化转变温度----------------------------------------- 3 1.7低吸湿性和保水性----------------------------------------- 3 1.8耐热、耐酸性--------------------------------------------- 3 1.9着色性--------------------------------------------------- 3 2、海藻糖的功效作用--------------------------------------------- 3 2.1保护功能------------------------------------------------- 3 2.2抑制淀粉老化--------------------------------------------- 4 2.3防止蛋白质变性------------------------------------------- 4 2.4抑制鱼腥味的产生----------------------------------------- 4 2.5抑制脂质氧化变质----------------------------------------- 5 2.6矫味作用------------------------------------------------- 5 3、海藻糖提取分离的原理和影响因素的预判------------------------- 5 3.1提取分离原理--------------------------------------------- 5 3.2海藻糖标准曲线的绘制原理--------------------------------- 6 3.3粉末活性炭脱色脱蛋白效果的表征--------------------------- 7 3.4离子交换树脂脱盐脱色效果的表征--------------------------- 7 3.5相关影响因素--------------------------------------------- 7 4、海藻糖提取分离的实验设计------------------------------------ 8 4.1实验原料与器材------------------------------------------- 8 4.2海藻糖提取与分离工艺流程--------------------------------- 9 4.2.1实验流程----------------------------------------------- 9 4.2.2相关因素对海藻糖提取效率的影响------------------------- 9 4.2.3相关因素对粉末活性炭脱色脱蛋白效率的影响-------------- 11 4.2.4相关因素对离子交换柱脱盐脱色效率的影响---------------- 15 5、总结------------------------------------------------------------ 17 参考文献----------------------------------------------------------- 18
赤藓糖醇的特性及应用
赤藓糖醇的特性及应用:摘要：赤藓糖醇是一种低热量甜味剂，具有热值低、结晶性好、口感好、 无致龋性、对糖尿病人安全等特点，其应用前景极为广泛。本文主要论述了赤藓糖醇的性质、特性、生产及在食品工业中的应用。 关键词：赤藓糖醇；性质；特性；应用；生产 赤藓糖醇是一种采用生物技术生产的新型发酵型低热量甜味剂，1999年6月国际食品添加剂专家委员会（JECFA）批准赤藓糖醇作为食用甜味剂，且无需规定ADI值。目前，赤藓糖醇在美国、日本、澳大利亚、新西兰、新加坡、韩国、墨西哥等国已用于食品生产。2007年6月19日我国卫生部公告批准赤藓糖醇作为甜味剂应用于口香糖、固体饮料、调制乳等食品中。 1 赤藓糖醇的性质 赤藓糖醇在自然界分布十分广泛，海藻、蘑菇以及甜瓜、葡萄、桃等水果类中均含有赤藓糖醇。由于细菌、真菌和酵母也能产生赤藓糖醇，所以在发酵食品果酒、啤酒、酱油中也存在，另外还存在于人和哺乳动物的体液中。 赤藓糖醇为白色结晶的四碳多元醇类化合物，化学名称为1，2，3，4-丁四醇，分子式为C4H10O4，分子量122.12，熔点126℃，沸点329～331℃，溶解热-97.4J/g，其化学性质与山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇等糖醇相类似。 1.1 甜味纯正 赤藓糖醇与蔗糖的甜昧特性十分接近，爽净且无后苦味，甜度约为蔗糖的70%～80%。与其他甜味剂混合使用具有改善、协调味质作用，如赤藓糖醇与高甜味剂甜菊苷以1000:（1～7）混合使用，可有效掩盖甜菊苷的后苦味；将20%以上的赤藓糖醇与白砂糖并用，其后味和甜味比白砂糖更为理想；溶液中1%～3%的赤藓糖醇能有效掩饰刺激性口味，改善溶液的口感和风味。 1.2 稳定性高 赤藓糖醇在热、酸、碱条件下稳定，适用的酸碱范围为pH2～12，符合一般食品对酸碱的要求，由于不含羰基，所以在与氨基酸共存的情况下无美拉德反应发生。试验表明，赤藓糖醇在160℃高温条件下不会出现分解及热变色，避免高温加工过程食品出现的焦化。 1.3 结晶性好 赤藓糖醇吸湿性低，结晶性好，易粉碎制得粉状产品，其吸湿性在糖醇及蔗糖等甜味剂中是最小的。温度为20℃、相对湿度为90%的环境中，放置5d后的吸湿增重，麦芽糖约为17%，蔗糖约为10%，而赤藓糖醇仅为2%左右。 1.4 熔解热高 其溶解热为-97.4J/g，由于溶解热较大，溶于水时会吸收较多的能量，有很强的制冷作用。实验表明，将10g 赤藓糖醇溶解于90g水中，温度下降约4.8℃，用它添加生产的固体食品和糖果在食用时具有口感清凉特点。 2 赤藓糖醇的生物学特性 2.1 低能量值 赤藓糖醇分子能量值为1.67kJ/g，而木糖醇11.7 kJ/g，异麦芽酮糖醇8.36KJ/g，蔗糖16.72 kJ/g，故其热量值仅为蔗糖10%左右。同时由于赤藓糖醇分子小，被动扩散容易被小肠吸收，80%的赤藓糖醇可以进入血液循环，被人体吸收后的赤藓糖醇分子不能被机体内的酶系统分解，不为机体提供热量，不参与糖代谢引起血糖变化，只能透过肾脏从血液滤出，随尿液从人体排出。实验表明，一次性摄人赤藓糖醇25g，3h内有40%从尿液中排出，大约在24h内，有80%从尿液中排出，尿液总排出量达90%以上，没有被小肠摄入的20%赤藓糖醇进入大肠后，肠道细菌发酵成不饱和脂肪酸被机体利用的不到50%。因此被摄人赤藓糖醇中只有5%～10%能为人体提供能量，故赤藓糖醇的实际能量值仅为0.84KJ/g，是所有多元糖醇甜昧剂中能量最低的一种，也被称为“零”热值配料。 2.2 高耐受性，无毒副作用 赤藓糖醇的生物耐受性好，安全无毒，动物和临床实验中不会导致腹泻的山梨糖醇最大单次剂量是0.24g/kg 体重，而赤藓糖醇为0.80 g/kg体重，是木糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇和乳糖醇的2～3倍，甘露醇的3～4倍，与其他多元糖醇相比，赤藓糖醇在人体内的最大耐受量为50g/d。这是因为绝大部分赤藓糖醇能被小肠吸
海藻糖的特性及应用
海藻糖的特性及应用 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1,1-糖苷键构成的非还原性糖，有3种异构体即海藻糖（α，α）、异海藻糖（β，β）和新海藻糖（α，β），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”。 海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。 作用 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。这一独特的功能特性，使得海藻糖除了可以作为蛋白质药物、酶、疫苗和其他生物制品的优良活性保护剂以外，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。 生产工艺 海藻糖是运用当代最先进的生物工程技术和生产工艺，采用按国际制药标准建造的成套设备，以当地特有的不含转基因成分的天然木薯淀粉为原料，在国内首家以规模化形式生产海藻糖，产品指标达到国际同类产品标准。先进的生产工艺技术和完整的质量保证体系为国内外市场提供了种质量过硬、价格合理的海藻糖系列产品，使生物制剂、化妆品、烘焙产品、水产畜产加工、米面制品、饮料和糖果以及农林种植等各个行业广泛受惠。
海藻糖的特性及其应用
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海藻糖的特性及其应用 作者：彭亚锋， 周耀斌， 李勤， 薛峰， 冯俊， PENG Ya-feng， ZHOU Yao-bin， LI Qing，XUE feng， FENG Jun 作者单位：上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海)上海,200233 刊名： 中国食品添加剂 英文刊名：CHINA FOOD ADDITIVES 年，卷(期)：2009(1) 被引用次数：7次 参考文献(27条) 1.Harding T.S History of trehalose,its discovery and methods of preparation 1923 2.Koch E.M;F.C.Koch The presence of trehalose in yeast 1925 3.Elbein A.D The metabolism of a,a-trehalose 1974 4.程池天然生物保存物质--海藻糖的特性与应用 1996(01) 5.尤新功能性低聚糖生产与应用 2004 6.袁勤生海藻糖的应用研究进展[期刊论文]-食品与药品 2005(04) 7.聂凌鸿;宁正祥海藻糖的生物保护作用[期刊论文]-生命的化学 2001(03) 8.刘传斌;云战友;冯朴荪;苗蔚荣海藻糖在生物制品活性保护中的应用前景 1998(07) 9.于春燕;郎刚华;刘万顺海藻糖研究进展 2000(02) 10.姚汝华;周青峰海藻糖及其应用前景[期刊论文]-广州食品工业科技 1995(04) 11.马莺酶法合成海藻糖的研究[学位论文] 2003 12.张玉华;凌沛学;籍保平海藻糖的研究现状及其应用前景[期刊论文]-食品与药品 2005(03) 13.Peter Piper Differential role Hsps and trehalose in stresstolerance 1998(02) 14.黄成垠;安国瑞;王庆敏;戴秀玉 周坚海藻糖对医用诊断工具酶活性保护研究 1997(06) 15.杨小民;杨基础不同糖对纤维素酶保护的机理研究[期刊论文]-清华大学学报(自然科学版) 2000(02) 16.李晓东以淀粉为原料利用微生物酶生成海藻糖的新方法 2000(01) 17.涂国云海藻糖的性质、生产及应用[期刊论文]-山西食品工业 2003(03) 18.马春玲;王瑞明;刘建军海藻糖的性质及其生产 2003(03) 19.胡宗利;夏玉先;陈国平;蔡绍皙海藻糖的生产制备及其应用前景[期刊论文]-中国生物工程杂志 2004(04) 20.Crowe J.H Preservation of membranes in anhydrobiotic organism:the role of trehalose[外文期刊] 1984 21.Colaco C Food packaging and preservation 1994 22.Timasheff S N查看详情 1993 23.Mauro Sola-Penna;Jose Roberto Meyer-Fernandes Stabilization against thermal inactivation promoted by sugars on enzyme structure and function:why is trehalose more effective than other sugars[外文期刊] 1998(01) 24.Mike A Singer;Susan Lindquist The ying and yang of thermotolerance affecting trehalose 1998 25.Danforth Parker Miller Rational design of protective agents and processes for the stabilization of biologicals 2001 26.查看详情
海藻糖的应用
功效应用例 糕点抑制淀粉老化（抑制硬化、维持透明感） 降低甜味、提高糖度、 增加耐冻性（抑制冷冻变质、抑制冰晶形成、维持保形性） 抑制失水（提高保水性） 改善口感，防止吸湿（维持酥脆感） 防止过度上色 防止砂糖析出结晶 提升气泡稳定性（取代乳化剂） 抑制油脂酸败异味 保持鲜度 调整水分量 减少加热后的不良气味 团子、大福 豆馅、鲜奶油 冷冻烘焙产品 鲜奶油、豆馅 派、饼干 鲜奶油、豆馅 羊羹、磅蛋糕 海绵蛋糕、戚风蛋糕 冷冻蛋糕、派类 冷藏蛋糕所用的鲜果 各式糕点 巧克力、可可豆 糖果、面包降低甜味，改善口感 防止过度上色 防止回潮 改善口感（维持脆爽） 保持口感（抑制老化） 增加耐冻性 提升气泡稳定性（取代乳化剂） 糖果、蜂蜜蛋糕 白面包、饼干 糖果、豆类零食 糖果、饼干 米粉、面包、三明治 冷冻面食半成品 吐司面包 冷饮、甜点降低甜味，改善口感 抑制蛋白质变性 防止离水 抑制冰晶成长 提升牛奶口感（减少加热后的不良气味） 提高保形性 防止吸湿 冰淇淋、果冻 布丁、果冻、慕斯 冷冻布丁、果冻 雪酪 卡士达馅、牛奶布丁 果冻、慕斯 水果脆片
饮料低着色性 低甜味 矫香矫臭 提高溶解度 抗氧化 缓释能量 果蔬汁、氨基酸饮料 各式饮料 含柠檬、牛奶、豆奶、 矿物质等的饮品 含钙、多酚类饮料 果蔬汁 运动饮料 面类抑制淀粉老化 防止面条结团 防止面条过软 防止干燥 缩短煮面时间 乌冬面、饺子皮、拉 面、荞麦面 调味料抑制吸湿放湿 抑制淀粉老化 抑制蛋白质变性（减少浮渣） 增加耐冻性 抑制异味 防止过度上色 提高固形物含量（延长保质期，防止水分转移） 粉末调味料 含淀粉的液状调味料 肉类用调味料 沙拉酱、酱汁 液状调味料 液状调味料 液状调味料 水产品加工抑制蛋白质变性 抑制淀粉老化 抑制吸湿放湿 提升风味 改善口感（弹性、松脆） 防止褐变 减少鱼腥味 减少异味 防止崩解 提升耐冻性 冷冻鱼糜、炸鱼板 含淀粉的鱼糜 海苔、干燥鱼贝 冷冻鱼糜、海鲜佃煮 鱼板、蟹肉棒、竹轮 鱿鱼丝，、吻仔鱼 秋刀鱼、青花鱼 各式水产品 红烧鱼 加工鱼片
赤藓糖醇与木糖醇特性研究对比
赤藓糖醇与木糖醇特性研究对比 发布时间：2012-8-3 阅读次数：192 字体大小: 【小】【中】【大】 本文通过与现在比较流行的木糖醇的一些特性进行对比，旨在为了更好的让企业和消费者了解赤藓糖醇的特性以及与其他糖醇相比具备的一些独特优势。 1理化性质对比 表1赤藓糖醇与木糖醇的理化性质对比 由表1中可以看出赤藓糖醇的吸湿性极低，即使在相对湿度90％以上环境中也不易吸湿，使得它十分适合于压片或是粉剂，如巧克力、口香糖或者一些医药片剂中；赤藓糖醇的清凉效果比木糖醇好一些，甜度比木糖醇稍低；渗透效果赤藓糖醇更好一些，如在罐头等食品中使用，由于渗透性的原因，赤藓糖醇更有优势。 2生理性质对比 表3赤藓糖醇与木糖醇的生理性质对比 血糖指数（GI）：指参照食物（葡萄糖或白面包）摄入后血糖浓度的变化程度相比，含糖食物使血糖水平相对升高的相对能力；平均升胰岛素指数是用来衡量食物对体内血糖含量影响的指数。由表三可看出赤藓糖醇对血糖的影响比木糖醇的影响更小，并且几乎不参加新陈代谢，90%以尿液的形式排出体外，这种特性更适合于糖尿病人使用，并且耐受量比赤藓糖醇更大。赤藓糖醇的代谢热量值只有0-0.2Kcal/g，远低于木糖醇的代谢热量值，这一特性更适合于对“零热量”的需求的人群使用，如“零热量的饮料”等。3代谢途径对比
3.1赤藓糖醇的代谢 赤藓糖醇属于小分子物质，其很容易通过被动扩散被小肠吸收，其中90%赤藓糖醇进入血液循环，由于不能被机体内的任何酶系统消化降解，因此只能通过肾从血液中滤去，经尿排出体外。而另有10%直接进入大肠，代谢途径见图1。 赤藓糖醇在人体内代谢途径 点击此处查看全部新闻图片 进入大肠内的碳水化合物被肠道细菌发酵后产生挥发性脂肪酸CH4和H2。其中CH4和H2可溶解入血液中，并通过呼气排出。研究表明，摄入赤藓糖醇后，呼气中H2的数量并没增加。而摄入乳糖醇后，呼气中H2的数量明显增多。这表明，进入大肠中的少量赤藓糖醇很难被细菌发酵利用。 3.2木糖醇的代谢 人体摄入的木糖醇80％通过肝脏代谢，其余大部分被脑及心脏利用，很少量的参与皮下脂肪代谢。木糖醇被肝脏吸收之后，50％以上转变为葡萄糖，45％左右被氧化，其他很少一部分变成乳酸。根据示踪原子实验的相关报道，服用木糖醇之后12小时之内，50－60％的木糖醇转化为为CO2通过肺排出体外，通过尿液及粪便各排出2－10％，20－30％转化为糖原和中间产物。每克木糖醇全部代谢产生热量约为4.06千卡即17.05KJ/g。4木糖醇生理特性研究 4.1耐受量试验 JulieKreloff,M.S.,R.D.[2]报道，一次性食用30克或多于30克就会造成短期的腹泻和肠道不舒服。木糖醇的液体比粉末副作用更大，由于人吃的食物中含有大约15克左右的木糖醇，所以直接摄入的木糖醇含量要小于15-20克之间。 4.2血糖反应试验
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。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
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。在加热条件下，含蛋白质的食品要保持其原有质量和风味，一般的防腐剂往往很难达到这一要求，而在海藻糖存在时则能保持食品的结构、色泽、风味和烹调特性。高能量的食品也
海藻糖的功能介绍
海藻糖 一.产品功能特性 食品级结晶海藻糖的主要技术指标 功能特性1：甜度、甜质 海藻糖的甜度是蔗糖的45%，其温和爽口的甜质、恰到好处的甜度是蔗糖所不能比拟。海藻糖与食品材料调和后，其淡爽的低甜度可突出食品材料的原有风味。 功能特性2：不褐变 海藻糖是非还原性糖，在与氨基酸、蛋白质共存时，即使加热也不会产生褐变(美拉德反应,Maillard Reaction)，非常适用于需加热处理或高温保存的食品、饮料等。 功能特性3：防止淀粉老化 由于海藻糖具有优异的防止淀粉老化作用，应用于含有丰富淀粉的米、面食品中可收到良好的效果，并且这种效果在低湿或冷冻条件下表现得更为突出。 功能特性5：耐热性及耐酸性 海藻糖是天然双糖中最稳定的糖，即使在100℃、pH3.0条件下加热30分钟也不会着色、分解。
功能特性6：防止蛋白质变性 海藻糖可很好地防止蛋白质在冷冻、高温或干燥时变性。在含蛋白质的各种食品中加入海藻糖，能非常有效地保护蛋白质分子的天然结构，使食品的风味和质地保持不变。 功能特性7：抑制腐腥味臭味的生成 鱼类食品中令人不快的腐腥味的主要成分是三甲胺，但新鲜的鱼并不含有三甲胺，它是在贮藏时被微生物腐败而产生的，新鲜的程度越低，三甲胺的产生越多。如果在加热加工前加入海藻糖，就能显著抑制三甲胺的生成，降低不快腥味的产生，保持鱼的新鲜口味。此外鸡肉等禽畜肉类的臊臭味以及陈旧大米臭味的主要成分――挥发性醛类，也能被海藻糖所抑制，因此肉类加热加工、大米储存时添加海藻糖，可以去除臊臭味和陈米臭味，保持肉质和米质的新鲜度。 功能特性8：溶解性及结晶性 海藻糖的溶解度在低温时低于蔗糖的溶解度，在高温时高于蔗糖的溶解度，具有非常好的结晶性，在酸性条件下也不会减弱，在大量含其他糖分的条件下也能结晶。 功能特性9：吸湿性低 有些食品本身并不吸湿，但一加入糖类物质如蔗糖，吸湿性便大幅度增加，影响了食品本身的风味和贮藏期。而即使相对湿度达到95%，海藻糖仍然不会吸湿。 功能特性10：玻璃化相变温度高 海藻糖有高达120℃的玻璃化转变温度。这种特性，结合它工艺的稳定性和低吸湿性，使海藻糖成为一种高蛋白质防护剂和理想的喷雾干燥风味保持剂。 功能特性11：矫味作用 海藻糖对食物的甜味、香味有协同增强作用，能改善其它合成甜味剂如阿斯巴甜的甜味质量，它又能缓和、部分掩盖其他不良味道，减
海藻糖的一般性质
海藻糖的一般性质 目前使用的商品海藻糖，有含两分子结晶水的结晶海藻糖（CAS 6138-23-4）和不含结晶水的无水海藻糖（CAS 99-20-7），其一般性质如下。 （1）密度结晶海藻糖1.512g/cm3。 （2）熔点结晶海藻糖97℃，于130℃失水；无水海藻糖210.5℃。 （3）溶解热结晶海藻糖57.8kJ/mol，无水海藻糖53.4kJ/mol。 （4）旋光度[α]D20+199o（5%水溶液）。 （5）溶解度海藻糖易溶于水、热乙醇、冰醋酸，不溶于乙醚、丙酮。海藻糖在水中的溶解度随温度变化较为明显，如表1-2所示： 表1-2 海藻糖的溶解度 温度/℃10 20 30 40 50 60 70 80 90 溶解度/（g/100g）55.3 66.9 86.3 109.1 140.1 184.1 251.4 365.9 602.9 饱和浓度/% 35.6 40.8 46.3 52.2 58.3 64.8 71.5 78.5 85.8 （6）渗透压海藻糖的渗透压与麦芽糖的渗透压相近，如表1-3所示。 表1-3 海藻糖的渗透压/mosm/kg 浓度/% 5 10 20 30 海藻糖193 298 690 1229 麦芽糖195 299 676 1221 （7）吸湿性结晶海藻糖在相对湿度92%以下时无吸湿性；无水海藻糖在相对湿度35%~75%时具有吸湿性，在相对湿度75~92%时含水量保持稳定。 （8）黏度海藻糖具有相对低的黏度，25℃时，40%的海藻糖溶液黏度也不会高于5.7厘泊（cP）。 （9）玻璃化转变温度海藻糖具有双糖中最高的玻璃化转变温度，115℃。 （10）水溶液的pH稳定性>99%（pH3.5，100℃，24h）。 （11）水溶液的热稳定性>99%（120℃90min）。 （12）美拉德（Maillard）反应和甘氨酸100℃反应90min，不呈色；和聚蛋白胨120℃反应90min，不呈色。 （13）甜度相当于蔗糖的45%。 （14）消化性经口摄取可在小肠中消化吸收。
赤藓糖醇的研究进展及其应用
赤藓糖醇的研究进展及其应用 摘要：赤藓糖醇是一种低热量甜味剂，具有热值低、结晶性好、口感好、无致龋性、对糖尿病人安全等特点， 其应用前景极为广泛。本文主要论述了赤藓糖醇的性质、特性、生产及在食品工业中的应用。 关键词：赤藓糖醇；性质；特性；应用；生产 赤藓糖醇是一种采用生物技术生产的新型发酵型低热量甜味剂，1999年6月国际食品添加剂专家委员会（JECFA）批准赤藓糖醇作为食用甜味剂，且无需规定ADI值。目前，赤藓糖醇在美国、日本、澳大利亚、新西兰、新加坡、韩国、墨西哥等国已用于食品生产。2007年6月19日我国卫生部公告批准赤藓糖醇作为甜味剂应用于口香糖、固体饮料、调制乳等食品中。 1 赤藓糖醇的物理及甜味特性 赤藓糖醇在自然界分布十分广泛，海藻、蘑菇以及甜瓜、葡萄、桃等水果类中均含有赤藓糖醇。由于细菌、真菌和酵母也能产生赤藓糖醇，所以在发酵食品果酒、啤酒、酱油中也存在，另外还存在于人和哺乳动物的体液中。 Ergthritol化学名称为1, 2, 3, 4- 丁四醇, 英文名称为1, 2, 3, 4- Butanetetrol, 分子式为C4H10O4,分子量为122.12, 熔点118~122℃沸点329~331℃, 赤藓糖醇的结晶性好, 吸湿性低, 易于粉碎制得粉状产品。在相对湿度90%以上环境中也不吸湿; 赤藓糖醇对热和酸十分稳定, 在一般食品加工条件下, 几乎不会出现褐变或分解现象, 能耐硬糖生产时的高温煎煮而不褐变。赤藓糖醇属于填充型甜味剂, 溶于水时会吸收较多的能量, 溶解热- 97.4J/g, 使用时有一种凉爽的口感特性。其甜味纯正, 甜味特性良好, 与庶糖的甜味特性十分接近, 无不良后苦味。与糖精、阿斯巴甜、安赛蜜共用时的甜味特性也很好, 可掩盖强力甜味剂通常带有不良味感或风味。如赤藓糖醇与甜菊苷以1000: ( 1～7) 混合使用, 可掩盖甜菊苷的苦后味。 2 赤藓糖醇的代谢特性 虽然从结构上看赤藓糖醇是一种多羟基化合物, 但它的分子量很小, 所以在
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 applications QU 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。 海藻糖是一种非还原性二糖，分子式是C 12H 22O 11 ·2H 2O ，广泛分布于自然界中许多生物细胞中。海藻糖是一种生物应激代谢产物，一些在极端环境生长的古生菌、真菌，以及一些生长在不良环境中的动植物细胞中海藻糖含量较高。甚至在可以用于清理核污染的抗辐射型细菌如耐辐射球菌 （Deinococcus radiodurans ） [1] 中也发现了海藻糖的存在。海藻糖在生物细胞中的作用是保护细胞抵抗不良环境的影响，其功能是保护细胞质膜，蛋白质、核酸等生物大分子空间结构和功能活性，维持渗透压和防止细胞内营养成分流失。由于海藻糖具有以上功能，它可用于医学生物制品中起到保护剂的作用[2]；增强农作物抗逆性[3]，通过转基因手段来培育耐盐碱 型农作物[4]，培育抗冻果蔬等；同时，海藻糖不具有还 原性，不会发生美拉德反应，可以作为稳定的添加剂应用于食品工业。因此，对海藻糖进行研究具有重要意义，本文针对海藻糖生物合成、作用机理、应用方面的最新研究进展进行综述。 1 海藻糖合成的相关酶以及调控途径 1.1 海藻糖合成途径 目前对海藻糖合成代谢途径的研究文献较丰富。研究发现在生物体内的海藻糖合成途径主要有以下几条：一是OtsAB 途径，通过TPS （Trehalose-6-phosphate synthase ，6-磷酸海藻糖合成酶）和TPP （Trehalose-6-phosphate phosphatase ，6-磷酸海藻糖磷酸酯酶）酶来形成海藻糖[5]。在酵母细胞内通过 TPS1和TPS2酶来合成海藻糖[6]，如酿酒酵母；而其他一些真菌中的海藻糖合成途径还有一些辅助性的 且作用不是很明显的酶的参与，如TPS3和TSL1[7]。二是TreYZ 途径，是在Arthrobacter sp.中发现的，通过两步催化反应来合成海藻糖[8]。三是TreS （Trehalose synthase ，海藻糖合酶）途径，该途径目前只在细菌中被发现，TreS 酶活具有可逆性[9]，在谷氨酸棒状杆菌中，TreS 酶在细胞内海藻糖过量情况下会将海藻糖转化为麦芽糖，以调节细胞内海藻糖浓度平衡[10]。除以上几种途径外，还有两条海藻糖合成途径，分别为TreT （Trehalose glycosyltransferase ，海藻糖糖基转移酶）途径和TreP （Trehalose phosphorylase ，海藻糖磷酸化酶）途径，这两条途径与TreS 途径一样，具有可逆的催化活性[11]。 Mladen Tzvetkov 等[12]对谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamicum ）进行研究，但研究重点在于弄清其中三条海藻糖合成途径的影响大小。研究表明，OtsAB 途径和TreYZ 途径是细胞内合成海藻糖的两条主要途径，而TreS 途径不是细胞内海藻糖的主要合成途径。通过OtsAB 途径合成1mol 的海藻糖需要消耗1mol 葡萄糖-6-磷酸以及1mol 的UDP-葡萄糖，但通过TreYZ 途径合成1mol 海藻糖需要消耗2mol ADP-葡萄糖（用于糖原合成），并且细胞往往会优先选择TreYZ 途径而不是OtsAB 途径来合成海藻糖，而且在C.glutamicum 培养基中添加微量的糖类碳源，细胞仅通过TreYZ 途径就可以完全满足对海藻糖的