9.2.5甜味剂与保护剂-海藻糖

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1、9.2.5甜味剂与保护剂—海藻糖海藻糖(trehalose)是一种天然糖类，对人体无毒副作用，广泛存在于自然界的动植物和微生物等各种生命体中。它是由2分子葡萄糖通过糖苷键连接而成的非还原性双糖。海藻糖有3种异构体，分别是海藻糖、异海藻糖和新海藻糖，但天然存在的是海藻糖。海藻糖最早是从黑麦的麦角菌中提取，随后又在许多动植物和微生物中发现，由于从海藻之中也能获得该糖，所以一般称其为海藻糖。在酿酒酵母中主要合成和分布在子囊孢子和细胞质中，所以又称酵母糖。海藻糖不带可游离的醛基，它的化学性质稳定，具有不同于其它双糖的独特而卓越的生物学特性，对细胞膜、蛋白质、生物

2、体等均有抗逆保鲜作用。1832年，海藻糖最初是由Wiggers从黑麦的麦角菌中分离到。虽然后来在众多动植物和微生物中也相继被发现含有海藻糖，但从1832年到20世纪80年代的150多年历史中，科学家竟知道它是一种能量的贮存形式，而其应用也仅仅限于用作为微生物菌种鉴定(能否将其发酵产气)。1985年，英国剑桥大学的学者研究表明，长年生活在沙漠地带的一些昆虫和植物，在中午50℃的气温下几乎被干燥脱水，处在生理学上的假死状态，但一经降雨等水分补充，数小时后就能复活。这种复活现象原因是这些生物体内存在着高浓度的海藻糖。此外，一些蛙类等生物能在严寒条件下生存下来，

3、其重要的原因也在于海藻糖对细胞的保护作用。在近年淀粉糖研究中，这种新型的与生命现象有着神奇关联的海藻糖引起了人们的浓厚兴趣。随着研究的不断深入，人们逐渐发现其诸多奇特功效，最新的研究表明，外源性的海藻糖同样具有对生物体和生物大分子的良好的非特异性的保护作用。由于海藻糖对生命保护的深刻意义，因此有人把海藻糖誉为“生命之糖”。9．2.5.1海藻糖的生物学特性、理化性质1、海藻糖的生物学特性生物体内的海藻糖对生物体和生物大分子具有非特异性保护作用。当生物细胞处于饥饿、干燥、高温、低温冷冻、辐射、高渗透压及有毒试剂等各种胁迫环境时，细胞内海藻糖含量迅速上升，对多

4、种生物大分子(生物体膜、蛋白质)结构特性都具有保护作用，有效保护生物分子结构不被破坏，保证生命物质的生理特征和生命过程，从而保持生命细胞的活力。人们就利用海藻糖对生物细胞及其生物分子具有保护作用的机制，实现了食品长期保鲜效果。2、海藻糖的理化性质海藻糖是一种功能及能量型糖类，甜度是蔗糖的45%，但与蔗糖不同的是，它的甜味爽口，不留后味(口感变酸)。其溶解度较蔗糖低，与麦芽糖相当，同时它还具有多种优良理化性质。（1）稳定性海藻糖与蔗糖属同分异构体，但由于它不具有还原性，因此对热和酸都具有非常好的稳定性，是糖类物质中性质最为稳定的双糖，在pH值为3.5~10

5、.0范围的溶液中，保持100℃、24min，分解率仅为1%，而同样条件下其他常见糖类物质会有高达50%~90%发生化学变化。海藻糖的水溶液在120℃处理90min不褐变，在37℃放置1~2个月不分解，不褐变。在各种浓度的氨基酸和蛋白质溶液中加入海藻糖于沸水中处理90min不褐变，即在加热过程中不易与氨基酸和蛋白质发生美拉德反应。另外，海藻糖几乎不能被一般的酶分解，只能被特异性的海藻糖酶水解。（2）吸水性无水结晶海藻糖具有很强的吸水性，如遇含水物质，能有效地吸收该物质中的水分子，自身成为含水结晶海藻糖。因此，无水结晶海藻糖是一种理想的热敏性物质的脱水剂。（

6、3）抗腐蚀性海藻糖不易生成不溶性的葡聚糖，而且能抑制由砂糖产生的不溶性葡聚糖的附着，因此，海藻糖不易被口腔中引起龋齿的变异链球菌所利用。9.2.5.2海藻糖的生产方法从20世纪90年代起，通过国内外大量的应用实验，人们对海藻糖的功效就有了较为透彻的认识，对海藻糖的生产方法进行了大量的研究，随着人们对海藻糖生物特异性功能的不断发现和认识，国内外对其生产方法，特别是寻求以原料来源广泛，高效方便的低成本生产方法的研究日益活跃。主要摸索出了以下几种方法:1、微生物提取法由于海藻糖在酵母中的含量较高，所以海藻糖最早的生产方法即是从酵母中采用溶剂抽提法进行提取，经精

7、制，可得到纯度较高的海藻糖。酵母海藻糖生物合成途径以6-磷酸葡萄糖和尿苷二磷酸(UDP)-葡萄糖为底物，在6-磷酸海藻糖合成酶催化下形成6-磷酸海藻糖，再经6-磷酸海藻糖磷酸脂酶作用脱去磷酸基，生成海藻糖；而海藻糖的分解代谢则是在海藻糖酶(tre-halase)作用下进行的，所以海藻糖的生成量成和代谢平衡调节的，并随环境而变化。酵母提取法是采用特殊培养工艺使酵母细胞内积累较高的海藻糖，然后用酒精抽提法提取。采用特殊的培养工艺，通过调节多种限速生长的因素，如营养饥饿、温度休克、干燥或冷冻等造成海藻糖的积累，导致其含量增加，这样可使酵母细胞内海藻糖的含量提高

8、。由于海藻糖积累是在碳源有限时才能出现，所以一般不存在其它单糖和双糖的干扰，在除