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海藻糖
（新型天然糖類）
鎖定
海藻糖又稱為漏蘆糖、蕈糖，是由兩個葡萄糖分子組成的一個非還原性雙糖，分子式為C12H22O11
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。海藻糖結構式為α-D-吡喃葡糖基～α-D-吡喃葡糖苷，經常以二水化合物存在，分子式為C12H22O11·2H2O。
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海藻糖是一種典型應激代謝物，能夠在高温、高寒、高滲透壓及乾燥失水等惡劣環境條件下在細胞表面形成獨特的保護膜，有效地保護生物分子結構不被破壞，從而維持生命體的生命過程和生物特徵。
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海藻糖簡介
海藻糖有3種光學異構體，分別是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（異海藻糖，Isotrehalose）。其中只有α，α-海藻糖在自然界中以遊離狀態存在，即為通常所説的海藻糖，廣泛存在於各種生物體中，包括細菌、酵母、真菌和藻類以及一些昆蟲、無脊椎動物和植物中，尤其在酵母中含量較多，麪包和啤酒等發酵食品及蝦類等也含有海藻糖。α，β-型和β，β-型在自然界中很少見，僅在蜂蜜和蜂王漿中發現了少量的α，β-型海藻糖，α，β-型和β，β-型這兩種海藻糖可以化學合成。
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海藻糖特性及功能
1. 穩定性和安全性
海藻糖是天然雙糖中最穩定的一類。由於不具有還原性，對熱和酸鹼都具有非常好的穩定性。在與氨基酸、蛋白質共存時，即使加熱也不會發生美拉德反應，可用於處理須加熱或高温保存的食品、飲料等。海藻糖進入人體內在小腸中被海藻糖酶分解為兩分子葡萄糖，進而被人體的新陳代謝所利用，是一種重要的能量來源，對人體健康安全有益。
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2. 低吸濕性
3.高玻璃化轉變温度
海藻糖相對於其他的雙糖有較高的玻璃化轉變温度，高達115℃。因而把海藻糖加入到其它的食品中時，能有效地提高其玻璃化轉變温度，更容易形成玻璃化狀態。這種特性結合海藻糖的工藝穩定性和低吸濕性，使其成為一種高蛋白質防護劑和理想的噴霧乾燥風味保持劑。
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4.對生物大分子和生物體的非特異性保護作用
海藻糖是生物體對於外部環境變化所形成的一種典型的應激代謝物，保護機體抵抗外部惡劣環境。同時，海藻糖還能用於保護生物體內DNA分子防止放射線引起的損傷；外源性的海藻糖對生物體也具有非特異性保護作用。其保護機制一般被認為是機體含有海藻糖的部分強力地束縛水分子，與膜脂質共同擁有結合水或海藻糖本身起到代替膜結合水的功用，從而防止生物體膜和膜蛋白的變性等。
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海藻糖生產工藝
海藻糖生產目的是為了獲得高純度海藻糖產品以及相關酶產品 。在實驗室和生產上製備海藻糖主要有三種方法：一是從生物細胞中提取；二是採用微生物發酵生產；三是採用微生物發酵提取相關海藻糖合成酶，採用酶法合成海藻糖。
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發酵法：由於微生物生長旺、繁殖快，易於培養，採用深層發酵海藻糖具有先天的優越性，利用產海藻糖酵母、細菌等為出發菌株，選育出產海藻糖高產菌株，發酵生產海藻糖，再採用有效分離提取的方法提取和精製。
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酶合成法：酶合成法是採用微生物發酵產生並提取相關海藻糖合成酶類，以各類碳水化合物為底物來合成海藻糖。酶的最大缺點是其脆弱性，容易失活，實際生產中使用相關合成酶進行海藻糖生產，要考慮保持酶活性和酶類製劑的成本，可使用酶固定化或細胞固定化技術來保護酶類。
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海藻糖主要用途
因為該糖具有獨特的生物學功能，能在逆境中有效地維持細胞內生物膜和蛋白質、活性肽的穩定性和完整性，被讚譽為生命之糖，可廣泛用於生物製劑、醫藥、食品、保健品、精細化工、化妝品、飼料及農業科學等各個行業。
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1.食品工業
在食品工業中，現正從海藻糖具有的非還原性、保濕性、抗凍結性和耐乾燥性、優質甜味、能量來源等功能與特性考慮，進行多種用途的開發研究。海藻糖產品可以應用到各種各樣的食品和調味料等中，從而可以大大改善食品的質量並增加食品的花色品種，促進食品工業的進一步發展。
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海藻糖的功能特性及在食品中的應用：（1）防止澱粉老化（2）防止蛋白質變性（3）抑制脂質氧化變質（4）矯味作用（5）保持蔬菜、肉類的組織穩定和保鮮作用（6）持久穩定的能量來源。
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2.醫藥工業
海藻糖在醫藥工業可用作試劑藥和診斷藥的穩定劑。目前，正從海藻糖具有的非還原性、穩定性、對生物大分子的保護作用及提供能源等功能和特性出發，探討多方面應用。用海藻糖乾燥抗體如疫苗、血球蛋白、病毒等生物活性物質，無需冷凍，待覆水後均能恢復活力。海藻糖代替血漿作為生物製品和穩定劑，不僅能常温保存，還可防止污染，從而保證生物製品的保存、運輸和安全性。
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3.化妝品
由於海藻糖具有極強的保濕作用及防曬、防紫外線等多方面的生理功效，可以作為保濕劑、保護劑等添加到 乳液、面膜、精華素、洗面奶中，還可作為唇膏、口腔清潔劑、口腔芳香劑等的甜味劑、品質改良劑。無水海藻糖還可以用於化妝品中作為磷脂以及酶的脱水劑，其脂肪酸衍生物還是優良的表面活性劑。
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4.農作物育種
用生物技術將海藻糖合酶基因導入作物並使其在作物體內表達，構建生產海藻糖的轉基因植物，培育抗凍、抗旱轉基因植物新品種，提高農作物的抗寒、抗旱能力，而且可使其在收穫加工後顯得新鮮，且能保持原有的風味和質地。
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海藻糖也可用於種子保存等，在使用海藻糖之後，可以有效地保持種子、種苗的根莖中的水分子，有利於農作物播種，成活率高，同時保護了作物因寒冷而凍傷，這對降低生產成本，特別是北方寒冷乾燥的氣候對農業的影響，具有重要意義。
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- 參考資料
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- 1. 姜錫瑞，霍興雲，黃繼紅，孫中濤．生物發酵產業技術．北京：中國輕工業出版社：中國輕工業出版社，2016：326-327
- 2. 海藻糖 ．中國化工製造網
- 3. 靳文斌，李克文，胥九兵，張友亮，肖兆玲，張倩，劉開昌，龔魁傑.海藻糖的特性、功能及應用[J].精細與專用化學品，2015，23（01）：30-33.
- 4. 曲茂華，張鳳英，何名芳，陳衞平.海藻糖生物合成及應用研究進展[J].食品工業科技，2014，35（16）：358-362.
- 5. 張力田，高羣玉．澱粉糖 第3版：中國輕工業出版社，2011：209
- 6. 王乃強，張豔君，薛雅鶯，欒慶民，楊海軍.海藻糖的性質及應用[J].精細與專用化學品，2014，22（01）：35-37.
- 7. 徐娟，袁衞濤，楊海軍.海藻糖的生產及市場應用[J].中國食品添加劑，2012（S1）：102-106.
- 8. 海藻糖 ．化源網[引用日期2022-08-23]
