海藻糖的研究進(jìn)展

1、大慶師范學(xué)院本科畢業(yè)論文大慶師范學(xué)院本科生畢業(yè)論文海藻糖的研究進(jìn)展院(部) 專(zhuān)業(yè)生物工程學(xué)院 生物技術(shù) 研 究 方 向 微生物發(fā)酵 學(xué) 生 姓 名 武鵬仁 學(xué) 號(hào) 201101122599 指導(dǎo)教師姓名 郎亞軍 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 講 師 2015 年 5 月 26日14摘 要海藻糖是一種在自然界中廣泛存在的非還原性雙糖，具有低聚糖的一般特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠在熱、干燥、氧化等環(huán)境中保護(hù)生物組織和活性大分子在功能和活性，具有重要的生物學(xué)功能。海藻糖因其獨(dú)特的生物學(xué)特性而廣泛應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。本文就海藻糖的來(lái)源、性質(zhì)、制備、檢測(cè)方法及在各領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行綜述。 關(guān)鍵詞：海藻糖；性質(zhì)；

2、應(yīng)用前景；檢測(cè)方法AbstractTrehalose is a widespread in nature non-reducing disaccharide, oligosaccharides having the general characteristics, chemical stability, to protect the active molecules in biological tissue and the function and activity in hot, dry and oxidation environmentIt has important biological

3、 functions. Trehalose its unique biological characteristics and are widely used in food, agriculture, chemical and pharmaceutical. This paper reviewed on the source of trehalose, nature, preparation, testing methods and applications in various fields.Keywords: Trehalose; properties; application pros

4、pect; detection method目 錄摘 要IAbstractII目 錄III1 引 言12 海藻糖的簡(jiǎn)介22.1 海藻糖的來(lái)源22.2 海藻糖的結(jié)構(gòu)22.3 海藻糖的理化性質(zhì)32.3.1 物理性質(zhì)32.3.2 化學(xué)性質(zhì)33 海藻糖的制備53.1 酶合成法53.2 酵母抽提法63.3 微生物發(fā)酵法63.4 基因重組法73.5 化學(xué)合成法74 海藻糖的檢測(cè)方法84.1 蒽酮硫酸法84.2 高效液相色譜法84.3 紙層析法84.4 薄層層析法94.5 氣相色譜法94.6 酶分析法95 海藻糖的應(yīng)用105.1 食品中的應(yīng)用105.2 精細(xì)化工方面的應(yīng)用105.3 農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用116 展

5、望12參考文獻(xiàn)13致 謝141 引 言海藻糖是一種非還原性多糖，其結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)葡萄糖分子通過(guò)，-1，1糖苷鍵連接。海藻糖最早是Wingger在19世紀(jì)初從黑麥的麥角中首次分離而得到的。經(jīng)過(guò)科學(xué)的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)海藻糖的存在不局限于黑麥中，它在動(dòng)物、植物以及微生物體內(nèi)也是廣泛存在的?？茖W(xué)家們?cè)谘芯可衬参飼r(shí)發(fā)現(xiàn)，卷葉柏在干旱時(shí)幾乎死亡，吸收水分后又很旺盛；某些昆蟲(chóng)，即使在高寒、高溫和干燥失水等惡劣條件下不凍結(jié)、不干死；某些咸水蝦、面包酵母和線(xiàn)蟲(chóng)，如果將它們生物體內(nèi)90%的水分脫去以后，其仍然能在獲水后迅速?gòu)?fù)活；保存在大英博物館里的蓮屬種子，150年復(fù)水后 85%都能發(fā)芽；在真空干燥密封的管里保

6、存35年的真菌，任然能產(chǎn)生孢子。這些生物對(duì)外界惡劣環(huán)境有特別強(qiáng)的抵抗力，根本原因是它們體內(nèi)均含有海藻糖。海藻糖對(duì)生物體具有保護(hù)作用，能提高生物體抗干旱、抗冷凍以及抗高溫的特性。因此海藻糖的存在對(duì)生物體來(lái)說(shuō)具有極其重要的意義。早期人們認(rèn)為海藻糖只是能量的儲(chǔ)存形式，并不了解其的生物學(xué)機(jī)能。自從20世紀(jì)末，海藻糖的研究開(kāi)發(fā)日益發(fā)達(dá)，市場(chǎng)需求量也逐步增加。但總是供不應(yīng)求，目前全球海藻糖綜合生產(chǎn)能力平均約為每年7萬(wàn)噸，而年需求量達(dá)15萬(wàn)以上。因此研究應(yīng)用新型設(shè)備，新工藝來(lái)滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)具有重大意義。2 海藻糖的簡(jiǎn)介2.1 海藻糖的來(lái)源 1832年，Wiggers 在研究分離黑麥的麥角菌時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)了海藻

7、糖，標(biāo)志著海藻糖問(wèn)世，在自然界中動(dòng)物、植物、微生物體內(nèi)，都可以尋找到海藻糖的蹤跡。尤其在酵母菌、霉菌、食用菌、昆蟲(chóng)等各種生命體中最為常見(jiàn)，目前，酵母是海藻糖生產(chǎn)的主要原料，也就是海藻糖的主要來(lái)源。2.2 海藻糖的結(jié)構(gòu)在自然界中，比較常見(jiàn)的海藻糖是帶有兩個(gè)結(jié)晶水的二水化合物，它可以以多種固體形式存在，其分子式為C12H22O112H2O。20世紀(jì)初，科學(xué)家利用核磁共振技術(shù)闡述了其分子結(jié)構(gòu)。海藻糖的二水化合物的分子和晶體結(jié)構(gòu)通過(guò)X射線(xiàn)衍射分析得知，通過(guò)糖普鍵的氧原子，兩個(gè)葡萄糖分子形成對(duì)稱(chēng)的空間結(jié)構(gòu)，四個(gè)C12H22O112H2O單位排列形成正交晶體。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，海藻糖分子存在一種簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)

8、,若轉(zhuǎn)動(dòng)葡糖基連接的角度，能夠破壞這種對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于果糖、乳糖、麥芽糖等雙糖的結(jié)構(gòu)受分子內(nèi)葡糖基間氫鍵的影響，而海藻糖的二水化合物葡糖基間的氫鍵與它們不同，是通過(guò)水間接連接。從而它們的結(jié)構(gòu)不同，氫鍵的平均長(zhǎng)度變短，且結(jié)合力非常強(qiáng)。在低溫（-150）的條件下，通過(guò)X射線(xiàn)對(duì)海藻糖的無(wú)水結(jié)晶體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，得知其的結(jié)構(gòu)和二水海藻糖的結(jié)構(gòu)相似。,型，,型和,型是海藻糖的三種光學(xué)異構(gòu)體，最為常見(jiàn)的海藻糖是,型，其結(jié)構(gòu)如圖2-1、2-2所示。圖2-1 海藻糖分子的結(jié)構(gòu)式圖2-2 海藻糖分子的構(gòu)象式2.3 海藻糖的理化性質(zhì)2.3.1 物理性質(zhì)海藻糖的甜度是蔗糖的45%，熔點(diǎn)97，白色結(jié)晶，能溶于冰醋酸、

9、水、熱乙醇中，含2個(gè)H2O的海藻糖結(jié)晶，溶解熱為57.8kJ/mol，當(dāng)加熱到130時(shí)，海藻糖失去兩分子的結(jié)晶水，變成無(wú)水晶體，熔點(diǎn)上升到214-216，溶解熱下降，是53.kJ/mol，如遇含水物質(zhì)，無(wú)水結(jié)晶海藻糖能有效地吸收該物質(zhì)的水分子，變成含水結(jié)晶海藻糖。利用這個(gè)特性，人們將無(wú)水結(jié)晶海藻糖制作成生活中常用的脫水劑。（1）抗輻射性科學(xué)家在研究海藻糖有抗輻射實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析得知，DNA分子在濃度為100mmol/l海藻糖存在的條件下，能夠承受相于對(duì)照組43倍劑量的射線(xiàn)輻射，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)有射線(xiàn)輻射時(shí)，海藻糖有保護(hù)DNA的功能，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，海藻糖不僅僅對(duì)射線(xiàn)有防輻射功能，對(duì)X

10、、紫外射線(xiàn)都有防輻射功能，并且在一定限度范圍內(nèi)，海藻糖濃度與其保護(hù)效果成正比。（2）低吸濕性相對(duì)濕度很高時(shí)，海藻糖2水結(jié)晶無(wú)吸濕性，相對(duì)濕度很低時(shí)，無(wú)水結(jié)晶有吸濕性。利用海藻糖這一性質(zhì)，人們將無(wú)水結(jié)晶海藻糖當(dāng)做天然脫水化合物使用，能使與它配合的物質(zhì)的性質(zhì)穩(wěn)定地保存下來(lái)。能夠使一些食品物質(zhì)在高溫干燥環(huán)境下，能夠保存水分；在潮濕水分充足下又能不吸收多余的水分影響品質(zhì).2.3.2 化學(xué)性質(zhì)在自然界天然雙糖中，海藻糖是最穩(wěn)定的糖，其的穩(wěn)定性極強(qiáng)，只能夠被特異性的海藻糖酶水解，即使加熱海藻糖與蛋白質(zhì)、氨基酸的混合物時(shí)，海藻糖也不發(fā)生美拉德反應(yīng)，具有良好的耐熱性和耐酸性。具體穩(wěn)定性如表2-1。表2-1 海

11、藻糖的穩(wěn)定性檢測(cè)項(xiàng)目穩(wěn)定性情況pH穩(wěn)定性pH3.5-10，100，24h，99%不殘存水溶液穩(wěn)定性90min， 120 ， 不褐變含氨基酸水溶液的熱穩(wěn)定性90min，沸水中，不褐變含蛋白質(zhì)水溶液的熱穩(wěn)定性90min，沸水中，不褐變水溶液長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定性12個(gè)月，37，不褐變，不分解3 海藻糖的制備 海藻糖能夠從根本上保護(hù)蛋白質(zhì)分子不變性失活，從而使生命體能夠維持生命過(guò)程和基本生物特征。許多物種對(duì)外界惡劣環(huán)境具有強(qiáng)的抗逆耐受力，原因是它們體內(nèi)含有大量的海藻糖。同樣，自然界中還有許多糖類(lèi)物質(zhì)，例如蔗糖、葡糖糖，但不具備海藻糖對(duì)生物體保護(hù)作用的功能。這一獨(dú)特的功能性質(zhì)使得海藻糖在生活中的作用舉足輕重

12、，原料來(lái)源也廣泛，因此對(duì)海藻糖的研究與生產(chǎn)技術(shù)也越來(lái)越活躍。酶合成法、酵母抽提法、微生物發(fā)酵法、基因重組法、化學(xué)合成法等是現(xiàn)階段制備生產(chǎn)海藻糖的常用方法。3.1 酶合成法 酶合成法的合成原理是以葡萄糖、淀粉、麥芽糖、寡糖等糖為底物，通過(guò)各自相對(duì)應(yīng)的酶與其作用轉(zhuǎn)化為海藻糖。合成海藻糖相關(guān)的酶如表3-1。表3-1 合成海藻糖相關(guān)酶類(lèi)酶存在形式海藻糖酶多種生物海藻糖合酶脂肪桿菌惡臭假單胞菌嗜熱菌海藻糖磷酸化酶Eueliot gracillisFlammtdina velutips海藻糖一6一磷酸酯酶大腸桿菌和酵母菌海藻糖一6一磷酸合酶大腸桿菌和酵母菌麥芽寡糖基海藻糖水解酶節(jié)桿菌麥芽寡糖基海藻糖合酶節(jié)

13、桿菌 20世紀(jì)五十年代，日本科學(xué)家從大地土壤中分離得到麥芽寡糖基海藻糖合酶和麥芽寡糖基海藻糖水解酶，這兩種酶能夠與多種淀粉作用，最終將淀粉轉(zhuǎn)化成海藻糖。在麥芽寡糖基海藻糖合酶的作用下，淀粉的部分分解產(chǎn)物可以在分解產(chǎn)物的末端生成具有海藻糖結(jié)構(gòu)的非還原性糖；麥芽寡糖基海藻糖水解酶能從非還原性糖質(zhì)中分離出海藻糖。孫長(zhǎng)慧做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以淀粉為原料，利用一株產(chǎn)麥芽寡糖基海藻糖合酶和麥芽寡糖基海藻糖水解酶的微球菌， 在酶反應(yīng)溫度30，pH值為8.0，在濃度為100 mol/L緩沖液和底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%底物條件下，2024h的反應(yīng)時(shí)間，得到海藻糖質(zhì)量濃度為53 g/L，淀粉轉(zhuǎn)化率為54%。科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量實(shí)

14、驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，溫度3840，pH值6.36.7，淀粉水解液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的條件是合成麥芽寡糖基海藻糖合酶和麥芽寡糖基海藻糖水解酶聯(lián)合作用的最佳條件。目前，在眾多的酶合成法生產(chǎn)海藻糖中，麥芽寡糖基海藻糖合酶和麥芽寡糖基海藻糖水解酶協(xié)同作用于淀粉來(lái)生產(chǎn)海藻糖是最為普遍使用的，具有產(chǎn)率高、原料回收率高等優(yōu)點(diǎn)，比其他生產(chǎn)工藝較成熟。3.2 酵母抽提法在所有的海藻糖生產(chǎn)方法中，酵母抽提法是最原始的。其原理是從微生物發(fā)酵液中提取生產(chǎn)的方法，簡(jiǎn)明的合成途徑是：在海藻糖-6-磷酸合酶催化尿苷二磷酸(UDP)-葡萄糖和6-磷酸葡萄糖的條件下得到6-磷酸海藻糖，再將產(chǎn)物在海藻糖-6-磷酸酯酶的催化下生

15、產(chǎn)海藻糖最終成品。當(dāng)生物體細(xì)胞受到惡劣環(huán)境脅迫時(shí)，生物體為了緩解或消除這種脅迫作用，因此，生物體本能反應(yīng)是體內(nèi)大量合成海藻糖。利用這一原理，工業(yè)上為了提高海藻糖的產(chǎn)量，人為的適當(dāng)提高溫度和高壓處理酵母，海藻糖提取率比沒(méi)處理之前顯著提高。也可以在在發(fā)酵末期一定范圍內(nèi)提高溫度并且減少通風(fēng)量，延時(shí)23h，海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增大。大量的海藻糖儲(chǔ)存在酵母細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)和子囊孢子中，如果采用破壁技術(shù)提取海藻糖，酵母細(xì)胞內(nèi)的其他許多物質(zhì)會(huì)與海藻糖混合，給下游的提純以及精制會(huì)帶來(lái)很多難題。所以，為了減少其他雜質(zhì)的含量，破壁技術(shù)可以用滲透細(xì)胞技術(shù)來(lái)替換，通過(guò)這種方法，能夠使小分子量的海藻糖透過(guò)細(xì)胞壁，大分子量的

16、物質(zhì)不能透過(guò)細(xì)胞壁，實(shí)現(xiàn)海藻糖的初步分離，這時(shí)，大量的海藻糖在抽提液中，接著對(duì)抽提液進(jìn)行脫雜、濃縮和結(jié)晶等流程得到成品，是提高海藻糖成品純度的一個(gè)方法。3.3 微生物發(fā)酵法 由于海藻糖廣泛存在于易繁殖的微生物中，可進(jìn)行液態(tài)深層發(fā)酵，因此，海藻糖生產(chǎn)用微生物發(fā)酵法具有獨(dú)特的優(yōu)越特性。利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)海藻糖，主要的操作步驟是通過(guò)誘變、細(xì)胞融合及基因重組等方法選育出能夠高產(chǎn)海藻糖的菌株，在適宜的條件下進(jìn)行發(fā)酵，最后采用有效分離提取技術(shù)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行精制。目前，在選育海藻糖的大量菌株中，灰樹(shù)花中海藻糖含量較高。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵pH值控制在6.07.0，溫度控制在3040，培養(yǎng)時(shí)間48 h，海藻糖產(chǎn)量會(huì)相

17、對(duì)較高。提高種子產(chǎn)率和活力，是微生物發(fā)酵法生產(chǎn)海藻糖的關(guān)鍵所在，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，若能夠選育出胞外積累海藻糖的菌株，則對(duì)降低生產(chǎn)成本會(huì)發(fā)生跨時(shí)代的變化。目前，還沒(méi)有培育出胞外積累海藻糖的菌株，有待發(fā)展。3.4 基因重組法基因重組法是最新的一種研究方法。這種方法主要有兩個(gè)目的：其一，利用先進(jìn)的技術(shù)手段改進(jìn)海藻糖的生產(chǎn)，以最大限度的降低生產(chǎn)成本；其二，利用基因工程技術(shù)，將能夠合成海藻糖酶的基因直接導(dǎo)入作物的基因中去，讓其在作物中有效表達(dá)。美國(guó)Calgene公司用基因工程的方法將葡萄糖中轉(zhuǎn)化成的海藻糖的酶基因，導(dǎo)入到植物當(dāng)中，使其能制出海藻糖。當(dāng)然，目標(biāo)植物應(yīng)具有產(chǎn)生糖的能力，并且葡萄糖轉(zhuǎn)化為海藻

18、糖會(huì)受有關(guān)酶的控制。能夠生產(chǎn)海藻糖的很多微生物中，均含有海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶和海藻糖-6-磷酸連接酶。例如，大腸桿菌能夠生產(chǎn)海藻糖，其體內(nèi)含有大量的海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶和海藻糖-6-磷酸連接酶。據(jù)有關(guān)資料記載，有人已利用嗜熱古細(xì)菌克隆出了海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶和海藻糖-6-磷酸連接酶這兩種酶的基因，嗜熱古細(xì)菌常溫可培養(yǎng)，產(chǎn)酶率也高，并且在高溫下能利用直鏈淀粉或麥芽糖生產(chǎn)出海藻糖，目前世界上已經(jīng)有公司研究出利用這一酶系產(chǎn)海藻糖的設(shè)備，具有很好的工業(yè)前景。3.5 化學(xué)合成法 海藻糖的化學(xué)合成法中，通常采用2，3，4，6-四乙?；咸呛?，4，6-三乙酰-1，2-脫水-D-葡糖作為反應(yīng)物，

19、在一定的反應(yīng)條件下，由發(fā)生環(huán)氧乙烷加成反應(yīng)生成，但其制備分離困難，產(chǎn)率低，因此化學(xué)合成法在海藻糖的生產(chǎn)制備中并不多用，且生產(chǎn)過(guò)程中涉及較多的化學(xué)物質(zhì)，在下游分離提純工序難度較大，生產(chǎn)成本較高。還處于不成熟階段，有待進(jìn)一步研究。4 海藻糖的檢測(cè)方法4.1 蒽酮硫酸法蒽酮硫酸法在定糖方法中比較常見(jiàn)，蒽酮硫酸法的原理是蒽酮能與醛類(lèi)物質(zhì)發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，而糖類(lèi)物質(zhì)在硫酸的作用生成糠醛，最終產(chǎn)生藍(lán)綠色糠醛衍生物。其定量的依據(jù)是衍生物顏色的深淺。由于此方法是非特異性的，容易受到其他與其反應(yīng)的試劑干擾。因此在用于海藻糖的檢測(cè)時(shí)，要選擇合適的提取方法。此方法偏值大，但價(jià)值便宜，因此在廣泛用于海藻糖的常規(guī)檢測(cè)。

20、 4.2 高效液相色譜法高壓液相色譜是溶質(zhì)在流動(dòng)相與固定相之間的連續(xù)多次的一種交換過(guò)程，與其他色譜大體相同，其特點(diǎn)是高效、快速，對(duì)于海藻糖的定性分析比較理想。此方法的分離依據(jù)是借助溶質(zhì)在固液兩相之間的分配系數(shù)、吸附能力、親和力以及分子大小不同來(lái)造成排阻作用，使不同溶質(zhì)分離。檢測(cè)樣品在柱內(nèi)的保留能力用保留值來(lái)衡量。定量的依據(jù)是溶質(zhì)的量與峰面積存在一定范圍內(nèi)的正比關(guān)系。檢測(cè)中影響分離效果的主要因素分別是溫度、柱長(zhǎng)、流動(dòng)相、固定相以及進(jìn)樣量等。C18柱和氨基柱是常用來(lái)分離糖的色譜柱。其中C18柱對(duì)同分異構(gòu)體的分離效果不及氨基柱。因此對(duì)色譜柱的選擇也要根據(jù)情況來(lái)定。4.3 紙層析法紙層析法的操作最為簡(jiǎn)

21、單而且費(fèi)用也低，所以在被廣泛應(yīng)用。顯色劑和展開(kāi)劑的選擇是使用紙層析法的關(guān)鍵。用紙層析法檢測(cè)海藻糖的展開(kāi)系統(tǒng)中，所需要的試劑及其體積比為：水:丙酮酸:乙醇:正丁醇為2:3:4:5；醋酸:水:正丁醇為1:2:4；水:甲酸:乙酸乙酯為5:7.5:30；水:甲酸:正丁醇為10:15:75。經(jīng)過(guò)多人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紙層析方法的洗脫劑選擇也有很大難度，然而為了避免誤差大和重現(xiàn)性差的問(wèn)題，選擇0.1mol/L的鹽酸溶液作為該方法的洗脫劑，精確度相對(duì)較高，重現(xiàn)性也好。4.4 薄層層析法薄層層析法的基本原理和紙層析法的相同，也是用于對(duì)糖類(lèi)進(jìn)行定性分析，顯色劑和展開(kāi)劑的選擇也是關(guān)鍵，但不同之處在與所用的固定相不同。薄層

22、層析法的操作設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)中間試樣的測(cè)定和菌種的選擇都很容易，與薄層層析法相比紙層析法的重現(xiàn)性較好，因此用于定量分析。而薄層層析法在定量分析中主要應(yīng)用于分離。4.5 氣相色譜法氣相色譜法被用于分離和檢測(cè)糖組分上，分析時(shí)，需將不揮發(fā)性的糖制成具有揮發(fā)性的衍生物，三甲基硅烷基是用的最多的衍生物。與高壓液相色譜法比較，氣相色譜法操作干擾大，操作較繁瑣，重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性也較差。所以，在海藻糖的分析應(yīng)用中比較少見(jiàn)。4.6 酶分析法酶分析法的基本原理是，由于海藻糖性質(zhì)及其穩(wěn)定，只能與海藻糖酶發(fā)生特異性水解，所以，首先用海藻糖酶對(duì)海藻糖水解，再用葡萄糖氧化酶過(guò)氧化物酶系統(tǒng)對(duì)海藻糖水解后的葡萄糖進(jìn)行檢測(cè)。此方法是

23、近些年來(lái)研究出的檢測(cè)海藻糖的新方法，其特異性較高，分析成本也高。檢測(cè)時(shí)，因海藻糖酶的制備方法不同，所得海藻糖酶的種類(lèi)也將不同，所以對(duì)檢測(cè)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在以上6種檢測(cè)方法中，高效液相色譜法最為理想，它的優(yōu)點(diǎn)是能快速、準(zhǔn)確的測(cè)定樣品中的海藻糖含量；缺點(diǎn)是此方法使用的設(shè)備價(jià)格及其昂貴。但紙層析法和薄層層析法用的設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格適中，操作簡(jiǎn)單，因此是目前比較廣泛應(yīng)用的方法。5 海藻糖的應(yīng)用5.1 食品中的應(yīng)用 如今食品防腐中的食品質(zhì)量安全性和穩(wěn)定性是食品行業(yè)中最大的挑戰(zhàn)。雖然食品防腐技術(shù)比以前大有成熟，卻長(zhǎng)時(shí)間放置，未過(guò)保質(zhì)期，食品在成分上發(fā)生變性問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。如將海藻糖的這一特性用于鮮蛋的保存

24、中，將含量為3%的海藻糖與鮮蛋混合，在大約45下干燥，會(huì)產(chǎn)生無(wú)氣味黃色粉末，將其室溫保存，食用時(shí)再水化，水化后產(chǎn)品和鮮蛋差別不大。海藻糖是一種保護(hù)劑， 與其他糖類(lèi)相比，海藻糖甜度較低，不會(huì)焦糖化，在人體內(nèi)容易被酶降解為葡萄糖吸收，所以在食品工業(yè)上可以作為一種新型的天然防腐劑?，F(xiàn)今好多食品加工企業(yè)已經(jīng)將海藻糖廣泛應(yīng)用，主要用于禽蛋類(lèi)、奶類(lèi)及番茄醬的保存。海藻糖還可以作為口感改良劑，將海藻糖與食鹽共同存放，能保持食品優(yōu)良的口味并且改善口感。5-1是海藻糖的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用表，從表5-1可以看出，海藻糖產(chǎn)品可以應(yīng)用到各種各樣的食品和調(diào)味料中，從而可以大大改善食品的質(zhì)量并增加食品的花色品種，促進(jìn)食品

25、工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。表5-1 海藻糖在食品工業(yè)中的性質(zhì)及應(yīng)用性 質(zhì)應(yīng) 用保鮮新鮮水果、蔬菜等低甜味冰淇淋、糖果、巧克力、口香糖等低吸濕性營(yíng)養(yǎng)糖、快餐點(diǎn)心、保健食品等口感改良咖啡用糖、冰淇淋、調(diào)味料等低呈色性無(wú)油蛋糕、火腿、甜餅等抗淀粉老化糯米點(diǎn)心、面條等抗蛋白變性肉制品、蛋制品、乳制品和面團(tuán)等熱酸穩(wěn)定性豆醬、茶和飲料、非油炸方便食品等5.2 精細(xì)化工方面的應(yīng)用近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大部分的生物表面活性劑是通過(guò)生物工程技術(shù)生產(chǎn)的，譬如海藻糖的工業(yè)化生產(chǎn)，其是生物表面活性劑家族中的重要組成成員。它不僅具有良好的表面活性功能，而且也可廣泛用于紡織、日化、石油等工業(yè)。海藻糖用于紫外吸收劑、作為潔

26、膚劑、皮膚保濕劑、口紅、唇膏的穩(wěn)定劑和品質(zhì)改良劑，主要利用了良好的保濕性能。5.3 農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用海藻糖在農(nóng)業(yè)方面也大有用武之地。海藻糖存在于高等植物體中已經(jīng)被科學(xué)證明，但在大多數(shù)維管植物體中海藻糖的含量比較低，因此利用外源的海藻糖來(lái)研究海藻糖在逆境條件下對(duì)植物生理功能的影響，在一定條件下，溫度越低，海藻糖的相對(duì)效應(yīng)就越明顯；海藻糖也能防止植物葉綠素的降解，以維持較高的根系活力，為高鹽條件下的植物生長(zhǎng)速率和干物質(zhì)的積累提供了保障。另外，把海藻糖合酶基因?qū)胫参镏胁⑹蛊湓谧魑矬w內(nèi)表達(dá)，將來(lái)也許會(huì)培育出一種能抗干旱、抗嚴(yán)寒、耐鹽的新品種作物。而海藻糖對(duì)嗜熱鏈球菌和植物乳桿菌菌體細(xì)胞的保護(hù)作用的研究表

27、明：在冷凍干燥過(guò)程中，被海藻糖保護(hù)的細(xì)胞存活率分別能達(dá)到75%和33%左右，而對(duì)照分別為19%和11%。 海藻糖廣泛的引用于生活中各個(gè)領(lǐng)域，其中主要應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)、化妝品、醫(yī)療和保健品等方面，如今，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，將來(lái)海藻糖的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣，生產(chǎn)成本會(huì)越來(lái)越低。6 展 望利用植物生產(chǎn)海藻糖是最有可能得到廉價(jià)產(chǎn)品的方法，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家正在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因植物的研究，因此應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)用分子生物學(xué)研究開(kāi)發(fā)海藻糖制備新工藝。對(duì)于海藻糖保護(hù)生物分子的作用機(jī)制，目前3個(gè)假說(shuō)都不能作出完美的解釋?zhuān)诮窈蟮难芯恐袘?yīng)結(jié)合海藻糖晶體結(jié)構(gòu)、物理構(gòu)象和化學(xué)特性深入研究其保護(hù)作用機(jī)制。隨著以淀粉為底物酶法生產(chǎn)海藻糖技術(shù)的成熟，

28、海藻糖的價(jià)格大幅度降低，已由原來(lái)的200300美元kg降為23美元kg，海藻糖價(jià)格的降低，使其引用范圍擴(kuò)大，廣泛地應(yīng)用于食品領(lǐng)域，故應(yīng)深入研究海藻糖的功能特性，進(jìn)一步擴(kuò)大在食品中的應(yīng)用，如對(duì)人體腸道調(diào)節(jié)機(jī)制，作為食品保鮮劑的保鮮機(jī)制和技術(shù)的研究等。 參考文獻(xiàn)1 周青峰.海藻糖在食品加工上的應(yīng)用.中國(guó)食品工業(yè).1996,18(2):22-23.2 葛文光,于曉雨,唐傳核.海藻糖提取工藝的研究.食品科學(xué),1998,19(5):21-24.3 趙曉峰,吳榮書(shū).海藻糖的功能特性及其應(yīng)用J.廣州食品工業(yè)科技,2004,20(2):151-154.4 Elbein A D.The metabolism o

29、f trehaloseJ.Carbohydr Chem Biochem,1974,30(3):227-256.5 聶凌鴻等.海藻糖的生物保護(hù)作用J.生物化學(xué),2002,21(3):206-208.6 肖麗蓉,肖金樹(shù),張友洪,黃蓋群.海藻糖的引用及海藻糖的研究進(jìn)展J.四川蠶業(yè),2010,38(1):334-336.7 Freydiere M,Borman AM,Johnson EM.Evaluation of the commerscial rapid trehalose rest for the point of isolation identification of Candida glabrata isolares in primary culturesJ.Mycopathologia,2012,173(4):259-264.8 楊榮華,林家蓮,周凌霄.海藻塘在食品工業(yè)中的應(yīng)