海藻糖的提取及其应用前景08药学【际医药贸易】2班黄祖凡0803512219摘要：海藻糖是自然界中动植物和微生物中广泛存在的一种非还原性双糖，它的化学性质稳定，吸水性和防腐能力强，对人体有保健作用。

其在食品、化妆品、医药卫生、分子生物学研究等方面也有广泛的用途。

藻类植物，特别是在酵母、霉菌等真菌中，海藻糖含量可高达干重的16%以上。

本文依据近年来的国内外相关文献，对海藻糖的特性及其分布情况、保健作用、提取情况和生产方法及其开发应用前景进行综述。

关键词：海藻糖；海藻；保健作用一..藻糖的特性及其分布情况1.1海藻糖的特性海藻糖(trechalose,分子量FW378)是由两分子葡萄糖经a，a11键接的非还原性双糖。

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的生物学特性。

研究表明外加海藻糖对生物活性物质具有重要的抗逆保鲜作用。

利用这一特性，海藻糖已被开发用于食品、化妆品、药品、保健品、酶和疫苗等多种生物活性物质的稳定和保存。

1.2海藻糖的分布情况海藻糖是一种广泛分布于细菌、真菌和动植物体内的双糖。

在酿酒酵母细胞中，海藻糖主要分布在子囊孢子和细胞质中。

藻类植物，特别是在酵母、霉菌等真菌中，海藻糖含量可高达干重的16%以上。

“海洋蔬菜”，即是人们常说的海带、紫菜、苔条、裙带菜、麒麟菜之类的海藻，海藻中含有人体必需的蛋白质、脂肪、碳水化合物、多种维生素及矿物质，其中海藻糖含量高达干重的16%以上。

二.海藻糖的保健作用海藻糖是从海藻中提取的一种天然糖蛋白类物质，具有广泛而有益的生物学活性，尤其在调节机体免疫功能、降血糖、降血脂、抗肿瘤、保肝、抗病毒、抗辐射等方面具有很好的保健作用和应用价值。

2.1免疫调节作用有关资料表明，海藻糖能显著地提高细胞超氧化物歧化酶（SOD）的活力，促进人体外周血中NR细胞的活性等。

科学研究表明：海藻糖具有全面调节机体免疫功能的能力，增强机体的非特异性免疫、体液免疫及细胞免疫功能，提高人体抵抗多种病毒感染的能力，在哺乳动物中也已证实能增强特异性免疫功能和非特异性免疫功能。

2.2降血糖作用海带中提取出来的岩藻半乳多糖硫酸酯(FSG)能使四氧嘧啶致高血糖小鼠的血糖水平下降，对小鼠基本无毒副作用，是一种极其安全的口服天然降糖活性物质。

腹腔注射较低剂量F4(FSG的高纯组分之一)具有较强的降血糖作用。

2.3降血脂和抗氧化作用由海带中提取的低分子量岩藻聚糖硫酸酯（LMSF）在体外能够直接清除过氧阴离子自由基和羟基自由基，在体内也有显著增强血清和组织中SOD活力。

因此，LMSF在降血脂和预防动脉粥样硬化（AS）形成方面即在抗氧化作用上具有较大的潜在应用价值。

2.4抗肿瘤作用海藻糖具有明显的抗肿瘤作用。

虽然不能直接杀伤癌细胞，但对癌细胞中的DN A、RNA和蛋白质合成具有抑制作用，且随作用时间延长而加强抑制作用，既可抑制癌细胞生长，又不会诱使正常细胞癌变。

对海藻中提取的蛋白多糖(T)进行研究，在此多糖中分别含sealettuce和goi多糖，sealettuce多糖抑制肿瘤生长，白细胞循环有较强的免疫调节作用，可能是其抑瘤的重要机制之一。

经常食用海藻的中老年人很少患癌。

日本科学家研究证实，日本近海的海带褐藻有抑制肿瘤的作用。

日本妇女乳腺癌发病率较低，与其食用海藻的饮食习惯有关。

2.5抗病毒作用红藻糖对牛免疫缺陷病毒的生长有明显的抑制作用。

其抑制率分别为85.96%和8 8.63%，与临床已批准使用的抗艾滋病病毒(HIV)药物叠脱氧胸腺嘧啶(89.25)近似。

从微红藻中提取出的多糖，可以阻止病毒在寄主细胞中的复制，并可有效的防止病毒侵入正常细胞。

2.6抗辐射作用海藻糖对电磁辐射具有明显的防护效果，它能使患有接受急性放射的小鼠存活率提高63％，还能显著减轻小鼠骨髓细胞的辐射遗传损伤，能促进造血干细胞等的增殖和分化，激活细胞内多条信号传递系统，提高对辐射的耐受力，促进造血系统受辐射损伤后的恢复，增强小鼠的抗辐射能力，提高小鼠全血中SOD的活性，降低肝组织中过氧化物的含量，有效地降低了蛋白质的分解代谢速度，提高肝糖原和肌糖原的储备能力，从而延缓机体衰老，还可增强机体对疲劳的耐受能力。

2.7降血压作用人们研究发现，海藻中的糖不仅提供能量，而且其中所含的岩藻多糖是海藻独特的粘液成分，是陆生蔬菜所没有的。

岩藻多糖具有肝素的活性，有阻止动物红细胞凝集反应的作用，可防止因血液黏性增大而引起的血压上升。

三．海藻糖的提取和生产方法由于海藻糖具有独特的生物活性，各国科学家对其生产技术进行了大量的研究。

海藻糖的制备方法包括微生物提取法、微生物发酵法和基因工程法等。

3.1微生物提取法1950年Laura首先从酵母中提取海藻糖。

微生物提取法是以酵母、乳酸菌、霉菌及其它含海藻糖的微生物为提取源，首先通过改变微生物的生长条件，使其体内积累更多的海藻糖，然后采用适当的方法将海藻糖提取出来。

其工艺流程为：酵母—乙醇提取—离心—上清液—浓缩—离子交换—超滤—浓缩—结晶—离心—真空干燥—成品。

微生物提取法是生产海藻糖的传统方法，经过不断的改进，此法已相当成熟，至今仍然是生产海藻糖的常用方法。

提取法所用的微生物大多为酵母菌，因为酵母菌在对数生长期如处于“饥饿”状态(降低碳源、氮源)，或提高温度、渗透压等条件下，体内海藻糖的含量明显增加，可达细胞干重的20%。

国内外对高产海藻糖菌株的选育，胞内海藻糖的提取、纯化等方面进行了大量的研究，Comes等分离出两个酵母菌株，它们在热击条件下大量积累海藻糖。

李于等对酵母海藻糖的提取纯化条件进行了研究，海藻糖提取率可达98.81%。

上世纪4 0年代，欧美从面包酵母中提取海藻糖取得成功，并建立了一套用乙醇从面包酵母中提取海藻糖的方法。

微生物提取法生产海藻糖生产周期长，提取率低，成本高，很难实现大规模工业化生产。

3.2微生物发酵法通过微生物发酵生产海藻糖，再从发酵液中提取纯化。

其关键是通过诱变、细胞融合及基因重组等方法选育高产海藻糖的菌株。

如利用节杆菌属(Arthrobacter)、短茎细菌(Brevibacterium)、棒杆菌属(Corynebacterium)、诺卡菌属(Nocardia)、丝核菌属(Rhizoctonia)、微球菌属(Micrococcaceae)等微生物的培养液来制备。

日本味之素公司[12]利用氨基酸生产菌体外培养大量生产海藻糖，已实现工业化生产。

该法转化率低，副产物多。

3.3基因工程法将海藻糖合成酶的基因导入植物或微生物，可利用工程微生物或转基因植物生产海藻糖。

国内外在该方面做了大量的研究。

美国Calgene公司与英国Quadrant公司合作研究利用大肠杆菌基因工程菌生产海藻糖。

荷兰植物生物技术公司利用大肠杆菌的海藻糖合酶基因OtA导入甜菜、马铃薯中，在获得大量廉价海藻糖的同时，增强了植物的抗旱性和耐寒性，还可使水果和蔬菜收获加工后仍能较长时间保持新鲜、风味及营养成分。

我国张树珍等从担子菌灰树花中克隆海藻糖合酶基因并导入甘蔗。

利用基因工程技术生产海藻糖具有很大的优势。

四．海藻糖的应用情况4.1在食品与保健品中的应用由于海藻糖具有冷冻、干燥抗性，非还原性，优质甜味，低热值，防龋齿等特性，在食品领域有着广阔的应用前景。

海藻糖在食品中的应用主要有以下几个方面。

4.2.甜味剂海藻糖甜度低，甜味爽口，不留后味，渗透压与蔗糖相当，具有抗龋齿功能，可在食品中代替蔗糖使用，可广泛应用于各种糖果、口香糖、糕点、饮料、调味品、冰淇淋、巧克力等中。

4.2.2保鲜剂和抗变性剂对富含蛋白质的食品，如肉制品、乳制品、鱼制品、蛋制品等，可防止蛋白质因干燥、冷冻引起的变性。

对于含脂肪及不饱和脂肪酸较多的食品，添加海藻糖可有效抑制其酸败。

4.3脱水剂海藻糖二水结晶在相对湿度90%以下无吸湿性，无水结晶在相对湿度30%以上有吸湿性。

这一性质使其既具有低吸湿性，又具有高保湿性和脱水功能。

可延缓淀粉老化，延长食品保质期。

将海藻糖加入含水食品中可制成稳定的风味良好的脱水食品。

试验证明，在鸡蛋液中加入3%的海藻糖，脱水干燥成粉状，复水后跟鲜蛋液无明显区别。

添加海藻糖的奶粉加水还原后，感官品质和营养成分基本不变。

用海藻糖干燥水果泥（如香蕉、草莓等），复水后仍保持原有的色泽、风味和质地。

已成功地利用海藻糖干燥的食品有牛奶、咖啡、果汁等。

4.4多功能调味剂对食品中良好的风味具有保持作用，而对于苦味、涩味及畜肉特有的臭味具有掩盖和减轻作用。

4.6海藻糖在保健品中的应用活菌制剂是当今保健品的开发热点，但活菌在人体肠道内的存活率难以保证，如果能用海藻糖作为干燥保护剂，制成具有较高活力的菌粉，再以只能在肠道溶解的材料包装，生产出口服肠溶胶囊，将会大大提高活菌制剂的生物效价。

此外，有资料称，海藻糖能促进人体双歧杆菌增殖，改善肠道微生态环境。

海藻糖有抑制骨胶原分解的作用，可防止骨质疏松。

海藻糖具有较强的抗辐射作用，防止D NA突变。

试验证明，含有10mmol/kg的海藻糖，可使活细胞承受正常剂量4.3倍的α、β-射线。

基于以上特性，海藻糖可广泛应用于保健品中。

4.7在化妆品中的应用由于海藻糖具有保湿、防晒、防紫外线功效，故可用于皮肤化妆品、洗面奶，作为保湿剂、洁肤剂、紫外吸收剂等。

还可用于唇膏、口腔清凉剂、口腔芳香剂等。

日本已将其列为新规格化妆品原料，并用于高级化妆品中。

日本林原生化研究所发现，海藻糖有抑制老年人体臭的功效，准备利用海藻糖开发防止体臭的化妆品和护理用品。

4.8在农业方面的应用将海藻糖合成酶基因导入植物，可培育出抗旱、抗寒、抗冻、耐盐植物。

美国研究人员培育出的转基因水稻，能有效抵御干旱、寒冷、多盐，且产量高。

美国科学家将来自酵母的海藻糖合成酶基因导入烟草，得到抗旱型植株。

美英科学家已培育出了转基因番茄，并正在研究将海藻糖合成酶基因导入其它水果。

五．海藻糖的开发应用前景展望利用植物生产海藻糖是最有可能得到廉价产品的方法，国内外科学家正在进行转基因植物的研究，因此应加强运用分子生物学研究开发海藻糖制备新工艺。

对于海藻糖保护生物分子的作用机制，目前3个假说都不能作出完美的解释，在今后的研究中应结合海藻糖晶体结构、物理构象和化学特性深入研究其保护作用机制。

随着以淀粉为底物酶法生产海藻糖技术的成熟，海藻糖的价格大幅度降低，已由原来的200～300美元/kg降为2～3美元/kg，海藻糖价格的降低使其除了生物产品和化妆品外，可以广泛地应用于食品领域，故应深入研究海藻糖的功能特性，进一步扩大在食品中的应用，如对人体肠道调节机制，作为食品保鲜剂的保鲜机制和技术的研究等。

在科学日益发达的现代社会，海藻糖在医药方面和其他方面的应用前景也是非常广阔的，它将给人们带来前所未有的经济效益和健康美好的新生活。