海藻糖

新型天然糖类

海藻糖又称为漏芦糖、蕈糖，是由两个葡萄糖分子组成的一个非还原性双糖，分子式为C12H22O11。海藻糖结构式为α-D-吡喃葡糖基～α-D-吡喃葡糖苷，经常以二水化合物存在，分子式为C12H22O11·2H2O。

简介

海藻糖有3种光学异构体，分别是α，α-海藻糖（蘑菇糖，Mushroom Sugar）、α，β-海藻糖（新海藻糖，Neotrehalose）和β，β-海藻糖（异海藻糖，Isotrehalose）。其中只有α，α-海藻糖在自然界中以游离状态存在，即为通常所说的海藻糖，广泛存在于各种生物体中，包括细菌、酵母、真菌和藻类以及一些昆虫、无脊椎动物和植物中，尤其在酵母中含量较多，面包和啤酒等发酵食品及虾类等也含有海藻糖。α，β-型和β，β-型在自然界中很少见，仅在蜂蜜和蜂王浆中发现了少量的α，β-型海藻糖，α，β-型和β，β-型这两种海藻糖可以化学合成。

海藻糖为体内有益肠道细菌--双歧杆菌的增殖因子，可改善肠道微生态环境，加强胃肠道消化吸收功能，有效排除体内毒素，增强机体免疫抗病能力，研究还证明海藻糖具有较强的抗辐射作用。

特性及功能

1. 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。

2. 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。

3.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。

4.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等。

生产工艺

海藻糖生产目的是为了获得高纯度海藻糖产品以及相关酶产品。在实验室和生产上制备海藻糖主要有三种方法：一是从生物细胞中提取；二是采用微生物发酵生产；三是采用微生物发酵提取相关海藻糖合成酶，采用酶法合成海藻糖。

发酵法：由于微生物生长旺、繁殖快，易于培养，采用深层发酵海藻糖具有先天的优越性，利用产海藻糖酵母、细菌等为出发菌株，选育出产海藻糖高产菌株，发酵生产海藻糖，再采用有效分离提取的方法提取和精制。

酶合成法：酶合成法是采用微生物发酵产生并提取相关海藻糖合成酶类，以各类碳水化合物为底物来合成海藻糖。酶的最大缺点是其脆弱性，容易失活，实际生产中使用相关合成酶进行海藻糖生产，要考虑保持酶活性和酶类制剂的成本，可使用酶固定化或细胞固定化技术来保护酶类。

主要用途

因为该糖具有独特的生物学功能，能在逆境中有效地维持细胞内生物膜和蛋白质、活性肽的稳定性和完整性，被赞誉为生命之糖，可广泛用于生物制剂、医药、食品、保健品、精细化工、化妆品、饲料及农业科学等各个行业。

1.食品工业

在食品工业中，现正从海藻糖具有的非还原性、保湿性、抗冻结性和耐干燥性、优质甜味、能量来源等功能与特性考虑，进行多种用途的开发研究。海藻糖产品可以应用到各种各样的食品和调味料等中，从而可以大大改善食品的质量并增加食品的花色品种，促进食品工业的进一步发展。

海藻糖的功能特性及在食品中的应用：（1）防止淀粉老化（2）防止蛋白质变性（3）抑制脂质氧化变质（4）矫味作用（5）保持蔬菜、肉类的组织稳定和保鲜作用（6）持久稳定的能量来源。

2.医药工业

海藻糖在医药工业可用作试剂药和诊断药的稳定剂。目前，正从海藻糖具有的非还原性、稳定性、对生物大分子的保护作用及提供能源等功能和特性出发，探讨多方面应用。用海藻糖干燥抗体如疫苗、血球蛋白、病毒等生物活性物质，无需冷冻，待复水后均能恢复活力。海藻糖代替血浆作为生物制品和稳定剂，不仅能常温保存，还可防止污染，从而保证生物制品的保存、运输和安全性。

3.化妆品

由于海藻糖具有极强的保湿作用及防晒、防紫外线等多方面的生理功效，可以作为保湿剂、保护剂等添加到乳液、面膜、精华素、洗面奶中，还可作为唇膏、口腔清洁剂、口腔芳香剂等的甜味剂、品质改良剂。无水海藻糖还可以用于化妆品中作为磷脂以及酶的脱水剂，其脂肪酸衍生物还是优良的表面活性剂。

4.农作物育种

用生物技术将海藻糖合酶基因导入作物并使其在作物体内表达，构建生产海藻糖的转基因植物，培育抗冻、抗旱转基因植物新品种，提高农作物的抗寒、抗旱能力，而且可使其在收获加工后显得新鲜，且能保持原有的风味和质地。

海藻糖也可用于种子保存等，在使用海藻糖之后，可以有效地保持种子、种苗的根茎中的水分子，有利于农作物播种，成活率高，同时保护了作物因寒冷而冻伤，这对降低生产成本，特别是北方寒冷干燥的气候对农业的影响，具有重要意义。

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