海藻糖

取自 食品百科全书

　　海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。是一种安全、可靠的天然糖类。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。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。

　　说明

　　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。

　　物化性质

　　目前使用的商品海藻糖，有含有二分子结晶水的结晶海藻糖和不含结晶水的无水海藻糖。其具有的理化性质如下：

　　（1）密度：结晶海藻糖1,512g/cm。

　　（2）熔点：结晶:海藻糖于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）甜度：相当于蔗糖的45%，是一种甜味柔和的优质糖质。其温和的甜味比砂糖更为持久，可改善高砂糖含量食品的甜腻感，与其他的甜味料配合!能将食品素材特有的味感提升出来。

　　（5）溶解性、晶体析出性：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。低温时在水中的溶解度比砂糖低，与麦芽糖相同。此外，海藻糖易于结晶，结晶性能良好。

　　（6）高玻璃化转变温度：海藻糖具有双糖中最高的玻璃化转变温度，高达115℃，因而把海藻糖加入到其他的食品中时，能有效地提高其玻璃化转变温度，更容易形成玻璃化状态，可以发挥保持玻璃化，保持新鲜度的作用。

　　（7）低吸湿性和保水性：二水结晶海藻糖在相对湿度92%以下无吸湿性，而无水海藻糖在相对湿度30%以上有吸湿性。这一性质使其既具有低吸湿性。又具有高保湿性功能。

　　（8）耐热、耐酸性：于100℃加热24h海藻糖仍可保存99%以上。这种特殊的分子结构赋予了海藻糖分子极强的稳定性，是天然二糖中最稳定的分子。

　　（9）着色性：海藻糖不会引起美拉德反应。和甘氨酸于100℃反应90min不呈色，和聚蛋白胨120℃反应90min不呈色，有利于保持食品色泽，适合于须加热处理或高温保存的食品、饮料等。

　　食品工业

　　海藻糖在食品工业中的应用：

　　与其它糖类一样，海藻糖可广泛应用于食品业，包括饮料、巧克力及糖果、烘烤制品和速冻食品。

　　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（6）肉类的组织稳定和保鲜作用（7）持久稳定的能量来源

　　●烘烤制品类

　　在烘烤制品中,海藻糖有多种潜在的使用价值：它能调节蛋糕、饼干和糕点上的糖霜、面包奶油和水果馅的甜味与芳香，不损害贮藏寿命，使人们品尝到产品原有的风味。

　　同时，海藻糖有助于甜饼、面包奶油和糖霜中脂肪的降低，在可口饼及快餐中产生独特的糖霜感觉。它使消费者因良好的甜质更容易接受含高脂肪和糖的高热量产品。在保持产品贮藏期时，海藻糖能减少多成 分的烘烤制品中湿气流动，以能使甜味更佳。

　　●糖果类

　　海藻糖与其它大多数增甜剂混合，可在糖果、果汁饮料和药草产品中使用，以调节产品甜质，从而能真正保持产品的原有风味。

　　海藻糖用作糖果的外层可形成一种稳定的非吸湿性保护层。由于 性质的稳定性，海藻糖能在长期高温下进行而不用担心水解和色变，不负面影响产品品质。

　　滚海藻糖衣性能极好。海藻糖特有的溶解特性能真正使它们本身滚动形成保护层，这层覆盖物极稳定、坚固，从而改善其它大多数增甜剂相对的白色层面。

　　●能量产品类

　　海藻糖被分解成葡萄糖，但与其他糖相比，海藻糖的血糖反应更平稳，这种独有的特性结合它低致龋性和非泻下性作用，使得海藻糖极适用于按配方制造的饮料，以提供能量和减轻疲劳与压力。

　　●巧克力糖果类

　　在巧克力糖果中使用海藻糖，能调节糖果的甜味，特别有益于含有乳制品的软糖及含水果馅的产品，海藻糖还能减少多成分产品中水分游离。在模制品中，海藻糖对产品甜味的改善为创造新 口味巧克力提供了可能性。

　　由于它致龋性的降低，作为主要的增甜剂或结合其他低致龋性增甜剂，海藻糖可用于按配方配制益牙产品。特级海藻糖可和多元醇合用于制取巧克力，其溶解时 吸收的热量可使多元醇的冷却效应降到最低。

　　●水果类

　　在经加工过的水果（包括果酱、调味果酱和果馅）中，海藻糖是一种最好的甜味调节剂。在水果类制品中添加海藻糖能够保持产品的原有风味 但不损害产品贮藏期。

　　另外，由于海藻糖性质的稳定性，不会产生水解，产品色泽不变并保持原有光泽。

　　海藻糖能用于佐料和可口果酱，通过调节甜味来产生风味感，同时保持产品贮藏寿命。

　　●速冻品类

　　海藻糖可代替蔗糖，降低冰淇淋和其他冷冻制品的凝结点。可在冻品和冰冻糖果中用于产生新的糖霜，并产生独特的可口的风味。

　　●饮 料

　　海藻糖在饮料品中微甜口感好，能与其他大多数增甜剂结合使用，使其甜味更完善，可全面提高产品风味。在含酒精的饮料中，海藻糖不损减酒精的感官性能， 使饮料风味更佳。

　　●海鲜

　　海藻糖作为一种对海鲜的低温保护剂特别有效，当海藻糖在蛋白质、水界面绝对抑制水的官能度时使海鲜的硬度、伸缩性及凝胶力增加，另外海藻糖的微甜 性质也提高了海鲜的口感质量。与其他的低温保护剂用于处理海鲜不同，海藻糖不会导致喉咙炽热感，且没有泻下问题。

　　作用

　　海藻糖对生物酶制剂中反应中激活剂与稳定剂

　　温度是影响酶反应效率的重点因素之一，高温能提高酶的催化活力，但易使酶失活。耐热酶的发现为分子生物学带来巨大的进步，如PCR和连接酶链式反应的产生，目前局限于从一些耐热菌中分离得到耐热酶，而且酶催化反应类型也受到限制。研究发现海藻糖在高温下能保持酶的正常活性，甚至起热激活作用，还能用于提高干燥保存的酶的活性。在反应体系中加入海藻糖，使热敏感的酶在高温下稳定性和活性增加，可当作耐热酶使用，海藻糖的这一作用在生物药学和工业生产领域具有广泛的应用价值。 未加海藻糖的限制性内切酶Nocl在温度由45℃升到50℃时失活，加了海藻糖时酶不但不失活而且活力继续升高，说明海藻糖能抑制高温下酶的失活；37℃时海藻糖能够激活DNasel，加了海藻糖，温度升到50℃时酶活力仍显著升高；猪的胰脂肪酶在无水海藻糖介质中可以耐受100℃高温，有水时则会失活。有实验表明海藻糖通过影响蛋白水合作用来稳定和激活蛋白，它可以降低溶液中蛋白质的水化作用，干燥时则能取代水或作为玻璃样稳定剂。海藻糖能阻止酶发生不可逆的热凝聚-热变性，与分子伴侣的功能相类似，实验中将一些分子伴侣与海藻糖共同使用，能进一步扩大对酶具有热稳定和热激活作用的温度范围。另外海藻糖并不是对检测的所有酶都有热稳定和热激活的作用，说明只有一些蛋白可能具有海藻糖识别和作用的位点。 获得全长cDNA文库，有利于分子克隆和全长cDNA测序，反转录反应是构建cDNA文库的重要反应，mRNA的二级结构能够终止反转录反应，释放mRNA/非互补cDNA杂合体，导致合成全长cDNA效率很低，这是构建高质量的cDNA文库最主要的问题。以前解决这一问题主要是在反应前使样品变性，如热变性、加氢氧化甲基汞处理mRNA等或者反应中提高反应温度。前一类方法对破坏mRNA二级结构效果不佳，特别是从长转录产物获得全长的cDNA，而后者虽然对破坏mRNA二级结构比较有用，但除了TchDNA聚合酶外，其它反转录酶者不耐热，而TchDNA聚合酶催化反应需Mn2+，这容易造成mRNA在反应前就降解了。实验证明海藻糖能使鼠白血病病毒逆转录酶具有热稳定和热激活特性，酶在60℃仍具有全部活性，足以在mRNA二级结构诱导终止反应之前合成全长的cDNA，反应效率大大提高。另外推测海藻糖可能具有改变核酸构型的作用，例如减少反转录反应中mRNA的二级结构。 生产中利用海藻糖热稳定和热激活的双重功能，可以减少酶的用量和提高反应速率，提高消耗/产出和时间/产出比值，在一系列酶反应中都有很大潜力，如生化反应、诊断或工业生产领域，更重要的是热激活能用于提高反应程度和总效率，获得标准反应条件下不可能的产量。另外，利用热稳定和热激活的作用，可开发以前在常规反应条件下不可能进行的反应，例如专一性要求特别高的核酸杂交实验，反应体系加入海藻糖，就可在适宜的温度下同时使用几种限制/修饰酶，提高杂交反应特异性，减少假阳性结果。