海藻糖结构
海藻糖的特性及其应用
海藻糖的特性及其应用彭亚锋,周耀斌,李勤,薛峰,冯俊(上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海),上海 200233)摘 要:海藻糖是由两个葡萄糖分子以α,α,1,1-糖苷键构成的非还原性糖,自身性质非常稳定,具有独特的生物学特性、对生物抗脱水的保护作用、抗冷冻保护作用和抗高渗保护作用,同时赋予了防止淀粉老化、防止蛋白质变性、抑制脂类物质酸败、抑制鱼腥味的生成、矫正味道和矫正气味作用、抑制大米的米糠臭、保鲜、稳定物料中的超氧化物歧化酶、防蛀牙和补充能源等功能特性。
而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备对多种生物活性物质具有神奇的保护作用这一功能;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,拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。
关键词:海藻糖;特性;功能;应用;前景中图分类号:TS20211 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2009)01-0065-05App li ca ti o n p r o spect of treha l o sePENG Ya2feng,ZHO U Yao2b i n,L I Q i n g,XUE feng,FENG Jun(Shanghai I nstitute of Quality I ns pecti on and Technical Research/Nati onal Food Quality Supervisi on and I ns pecti on Center(Shanghai),Shanghai 200233)Abstract:Trehal ose is a non2reducing sugar for med by t w o glucose molecules bet w eenα,α-1,1-glycosidic bond and is one of the most stable sugars in the world.It can effectively p revent organis m da mage in freezing,drying and heating.It has s pecial bi ol ogic characteristic including dehydrati on t olerance,freezing t olerance and hypert onic t oler2 ance.It can als o p revent starch retr ogradati on,p r otein denaturati on,li p ids rancidity,fishy s mell inhibiti on,keep ing rice fresh and stabling S OD in the ra w material.It is als o an energy s ource as well as keep ing teeth fr o m decay.No oth2 er natural sugar can compete with trehal ose unique p r operties.It is now become a p r otective reagent in p r oducing medi2 cines,enzy me,vaccines and other bi o2p r oducts.It is als o an i m portant component of keep ing cell activity and cos metics moisture.Further more,trehal ose is a unique food ingredient which can avoid the f ood degradati on and keep the fresh flavor.A s a s weetener,trehal ose is widely used in f ood p r ocessing.Key words:trehal ose;p r operty;functi on;app licati on;p r os pect海藻糖作为一种天然的糖类,最早发现海藻糖的是W igger,他在研究黑麦的麦角菌时,让溶液静置一段时间之后,发现在容器壁中形成一些无色、非还原性、微甜的糖晶体[1][2]。
海藻糖的发现
海藻糖的发现
海藻糖（Trehalose）是一种天然存在于多种生物体中的二糖分子。
下面是关于海藻糖发现的历史背景：
海藻糖最早在1859年被德国化学家马克斯·范·佩滕（Max von Pettenkofer）首次发现。
当时，佩滕将一种自封闭的深海无脊椎动物——海藻虫（Euphausia superba）通过萃取分离，得到了一种具有甜味的糖。
随后，海藻糖的化学结构在1881年被法国化学家马克斯·谢尔斯（Maxime Serny）和卢西安·克盖尔（Lucien Craegheer）独立鉴定出来。
他们发现海藻糖是由两个葡萄糖分子通过1-1α葡萄糖苷键连接而成。
在过去的几十年里，海藻糖的研究逐渐深入，发现它在许多生物体中都存在，并起到关键的保护和适应作用。
比如，在一些极端环境中，如耐旱植物、耐寒微生物和耐受干燥的昆虫中，海藻糖被认为是一种保护细胞和生物体的重要物质。
海藻糖可以通过调节细胞内外的渗透压，稳定蛋白质和细胞膜结构，抵抗环境中的胁迫和压力。
因为其独特的保护功能，海藻糖在食品、医药和化妆品等领域得到了广泛的应用。
研究人员还在探索海藻糖在抗衰老、代谢调节和疾病治疗方面的潜在应用。
总的来说，海藻糖的发现和研究为我们揭示了它在生物体中的重要作用，并为许多领域的研究和应用提供了基础。
海藻糖保护植物组织和动物细胞的作用机制
海藻糖保护植物组织和动物细胞的作用机制海藻糖作为一种天然的糖类，具有许多独特的生物学特性。
其中，它对植物组织和动物细胞的保护作用机制备受关注。
本篇将深入探讨海藻糖如何发挥其保护作用，主要涉及以下几个方面：海藻糖的特性、保护机制的分子生物学基础、对植物组织的保护以及动物细胞的保护。
一、海藻糖的特性海藻糖是一种非还原性双糖，由两个葡萄糖分子通过特殊化学键相连而成。
这个特殊的化学键使得海藻糖具有很高的热稳定性，能够在高温和干燥的环境下保持稳定，为细胞提供保护。
此外，海藻糖还具有较低的渗透压，不会对细胞造成过大的负担。
二、保护机制的分子生物学基础抗脱水作用：海藻糖具有很高的亲水性，可以与细胞内的水分子结合，形成一种类似玻璃态的晶体结构。
这种结构可以有效地减少细胞内的水分蒸发，从而保护细胞免受干燥和高温的伤害。
维持细胞结构：海藻糖可以与蛋白质和膜结构相互作用，稳定细胞内的各种结构，防止细胞在不利环境下发生变形或损伤。
抑制蛋白质变性：在高温和干燥条件下，蛋白质容易发生变性失活。
海藻糖可以通过与蛋白质相互作用，稳定其三维结构，从而保护其生物学活性。
抗氧化应激：氧化应激是导致细胞损伤的重要因素之一。
海藻糖可以清除细胞内的自由基，减少氧化应激对细胞的损害，增强细胞的抗氧化能力。
三、对植物组织的保护抗旱性：在干旱条件下，植物细胞容易失水死亡。
海藻糖能够提高植物的抗旱性，通过维持细胞水分和稳定生物膜系统，保护植物免受干旱伤害。
研究显示，在干旱条件下，增加植物体内海藻糖的含量可以提高其存活率。
耐热性：高温会导致植物细胞损伤和功能失调。
通过提高植物体内海藻糖的含量，可以增强其耐热性，使植物在高温环境下保持正常的生理功能。
研究表明，海藻糖可以提高植物在高温下的光合作用效率和抗氧化酶活性。
抗寒性：低温会对植物造成冷害，导致细胞内冰晶形成和生物膜损伤。
海藻糖能够稳定生物膜结构，降低细胞内冰晶的形成速度，从而保护植物免受低温伤害。
海藻糖二水合物和海藻糖的区别
海藻糖二水合物和海藻糖的区别
哎呀，说起海藻糖这俩宝贝，真是让人眼花缭乱。
海藻糖二水合物和海藻糖，听起来是不是有点拗口？别急，咱们来慢慢道来。
首先得说说海藻糖二水合物，这可是个化学小能手哦！它是由两个葡萄糖分子“黏”在一起变成的，就像是两个小伙伴紧紧抱在了一起，谁也离不开谁。
而海藻糖呢，它可是个温柔的小美人儿，它是由一个葡萄糖分子和一个果糖分子“亲”在一起，就像是一个害羞的小姑娘，轻轻地依偎在另一个小伙伴的怀里。
那么，海藻糖二水合物和海藻糖到底有啥不同呢？简单来说，就是它们的形状和结构不一样啦！海藻糖二水合物就像是个小球，圆润可爱；而海藻糖呢，它更像是一条小船，轻盈优雅。
再来说说味道吧，海藻糖二水合物和海藻糖都是甜的，但味道还是有些区别的。
海藻糖二水合物更甜一些，就像是加了糖精一样，而海藻糖则更像是淡淡的甜蜜，就像是初恋的味道，让人回味无穷。
还有啊，海藻糖二水合物和海藻糖在口感上也有差别。
海藻糖二水合物吃起来更像糖果，软软的、甜甜的，让人忍不住一口接一口。
而海藻糖呢，吃起来更像巧克力，香香的、滑滑的，让人爱不释手。
不过，虽然海藻糖二水合物和海藻糖有些不同，但它们都是好东西哦！无论是海藻糖二水合物还是海藻糖，都能为我们的身体提供能量，让我们的生活更加美好。
所以啊，不管是海藻糖二水合物还是海藻糖，我们都要珍惜它们，好好享受它们的美味哦！
海藻糖二水合物和海藻糖都是我们生活中不可或缺的美味佳肴。
它们各有各的特点，各有各的味道。
只要我们用心去品尝，就一定能找到自己喜欢的那一款。
让我们一起来享受这些美味吧！。
海藻糖主要成分
海藻糖主要成分海藻糖啊，那可是个挺神奇的东西呢。
它的主要成分其实并不复杂，但却有着非常重要的作用。
海藻糖主要成分之一就是两个葡萄糖分子。
这两个葡萄糖分子可不是随随便便连在一起的哦。
它们通过一种特殊的化学键连接起来，形成了海藻糖这个独特的物质。
这种连接方式让海藻糖具有了很多特殊的性质。
葡萄糖大家都不陌生吧？我们平时吃的很多食物里都有葡萄糖。
它是一种很重要的能量来源。
而在海藻糖中，这两个葡萄糖分子的组合赋予了海藻糖强大的稳定性。
海藻糖的主要成分决定了它在很多方面都有着出色的表现。
比如说，它具有很强的保湿作用。
这是因为海藻糖能够在细胞表面形成一层保护膜，防止水分的流失。
就好像给细胞穿上了一件“保湿外套”，让细胞始终保持水润的状态。
而且啊，海藻糖还具有抗冻的特性。
在寒冷的环境下，很多生物都会受到冻害的影响。
但是，含有海藻糖的生物却能够更好地抵御寒冷。
这是因为海藻糖能够降低细胞内的冰点，防止细胞被冻坏。
就像是给细胞装上了一个“小暖炉”，让细胞在寒冷的环境中也能安然无恙。
我们都知道，氧化是导致很多物质变质的原因之一。
而海藻糖能够中和自由基，减少氧化反应的发生。
这就像是给细胞配备了一个“抗氧化卫士”，保护细胞不受氧化的伤害。
海藻糖的主要成分虽然看似简单，就是两个葡萄糖分子，但它们的组合却赋予了海藻糖很多神奇的特性。
这些特性使得海藻糖在食品、化妆品、医药等领域都有着广泛的应用。
在食品领域，海藻糖可以作为一种天然的甜味剂。
它的甜度只有蔗糖的一半左右，但是却不会像蔗糖那样引起血糖的快速上升。
所以，对于那些需要控制血糖的人来说，海藻糖是一种非常好的选择。
此外，海藻糖还可以用于保护食品的品质。
比如说，在烘焙食品中加入海藻糖，可以防止食品在储存过程中变干、变硬。
在化妆品领域，海藻糖可以作为一种保湿剂和抗氧化剂。
它能够让皮肤保持水润，减少皱纹的产生，同时还能够抵抗自由基的伤害，延缓皮肤的衰老。
在医药领域，海藻糖也有着重要的应用。
食品化学 海藻糖--生命之糖
直到20世纪90年代随着其独特的生物学 性质及功能的发现，海藻糖才逐渐成为 国际上研究的热点
结构
海藻糖是一种由两个吡喃葡萄糖残基通 过半缩醛羟基以a—1,1糖苷键结合的， 分子内不存在游离的醛基，完全非还原 性的双糖
理化性质—
• 甜度：相当于蔗糖甜度的45 %。但它的 甜味爽口， 不留后味， 口感变酸。
应用—食品行业
保鲜剂: 可使某些干燥食品在重新得水后仍保持原有的形 状，如炒鸡蛋、干米饭干燥后重新湿润，在味、 香、质地与新鲜食品一样。还有一些食品如肉类 、水果、蔬菜在脱水前添加海藻糖能使这些食品 在货架上长期存放，而且在复水后能回复其原有 的颜色、味道、组织，甚至维生素类在脱水期间 也能保留
应用—食品行业
甜味剂: 它的甜味爽口， 不留后味，又能被小肠 吸收， 特别适合加入甜味营养型饮料及 运动前增加能量的饮料，
口感改良剂： 与食盐共存能增强食品优良口味，改善 口感，而在蔗糖中加入一定量的海藻糖 ，其甜味优良，可使咖啡原味更生动
应用—医药行业
海藻糖具有独特的保护生物分子的功能 其在医药领域的应用主要是作为试剂和 组织细胞的稳定剂，可以用于病毒疫苗 、激素、重组人体蛋白、离体细胞和组 织的保存
• 溶解性：能溶于水、冰醋酸和热的乙醇 中，不溶于乙醚、丙酮。
• 营养性：海藻糖与蔗糖、麦芽糖一样可 被小肠消化、吸收，是营养来源。对血 糖值或胰岛素分泌的影响几乎与葡萄糖 相等。
理化性质—吸湿性
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。乳酸和麦芽糖与海藻 糖一样有无水和有水两种结晶态，它们 的无水结晶粉末也有吸湿性，但只有海 藻糖的1／2
海藻糖检测标准
海藻糖检测标准海藻糖是一种常用的食品添加剂，广泛应用于食品工业中，用来增加甜味和提升口感。
为了确保海藻糖添加剂的质量和安全性，需要建立相应的检测标准。
本文将讨论海藻糖检测标准的制定过程、重要参数的选择和分析方法的优化等内容。
1. 简介海藻糖是一种双糖类物质，化学名称为1-葡萄糖基-1-葡萄糖基-1-葡萄糖。
它由三个葡萄糖分子通过1-4糖苷键连接而成，具有甜味，并且在水中具有良好的溶解性。
由于其甜味纯度高、安全性好、热稳定性强等特点，海藻糖被广泛用作食品添加剂，尤其适用于制作低糖或无糖食品。
2. 检测标准的制定海藻糖检测标准的制定需要考虑的因素包括法规、安全性、质量要求等。
一般而言，制定海藻糖检测标准的目的是为了保护消费者的健康、规范市场秩序和促进产业发展。
首先，需要参考国家和地区的法规标准。
不同国家和地区对食品添加剂的使用有不同的规定，海藻糖作为一种食品添加剂也需要遵守相应的法规。
例如，欧盟对食品添加剂的使用数量、纯度、清晰度等方面都有详细的规定，制定海藻糖检测标准时应考虑这些法规的要求。
其次，需要考虑海藻糖的安全性。
海藻糖经常用于食品中，如果存在安全隐患，则可能对消费者的健康造成危害。
因此，在制定检测标准时，需要参考相关的毒理学和安全性评估数据，确定合理的海藻糖使用限量和残留限量。
此外，还需要考虑海藻糖的质量要求。
海藻糖作为一种食品添加剂，其质量直接关系到最终食品产品的品质。
质量要求包括海藻糖的纯度、含量、溶解性等参数。
制定检测标准时，需要选取合适的参数作为评估和判定海藻糖质量的依据。
3. 检测参数的选择海藻糖检测的主要参数包括纯度、含量和溶解性。
这些参数的选择应基于海藻糖的特性和应用需求。
纯度是指海藻糖中海藻糖分子的含量，通常用百分比表示。
纯度的高低直接影响到海藻糖的甜味强度和食品制品的质量。
含量是指海藻糖在特定样品中的浓度，通常以克/升或克/千克表示。
溶解性是指海藻糖在水或其他溶剂中的溶解能力，其溶解度对于海藻糖的应用和加工有着重要的影响。
1999海藻糖的生物学功能简介
海藻糖的生物学功能简介封德顺(山东大学生物系济南250100) 海藻糖(T rehalo se,Α2D2glucop yrano syl2Α2 D2glucop yrano side)是一种非还原性二糖,广泛存在于海藻、酵母、霉菌、食用菌、虾、昆虫、高等植物等生物体内,是一种贮藏性碳水化合物。
它具有保护生物细胞和生物活动性物质在脱水、干旱、高温、冷冻、高渗透压及有毒试剂等不良环境条件下活性免遭破坏的功能,是国际上最近开发的主要低聚糖之一。
自然界中的一些动植物能够在干枯后得水而恢复生命活力,就是因为细胞中含有大量的海藻糖的缘故。
海藻糖能在干燥状态下保持其组织的脂类、蛋白质、碳水化合物和核酸等不受破坏。
研究表明,通过饥饿法可使酵母细胞内海藻糖含量大大提高,当含量较高(10%～15%)时,酵母细胞对干燥的抵抗力明显增强,原因是海藻糖的还原基团不会与蛋白质的游离氨基酸反应生成氨基糖,而且它在蛋白质周围形成一个保护层抑制这类反应,使酵母发酵活性得以保护。
自80年代后,科学家们开展了对海藻糖的生理生化和分子生物学的研究。
1 理化性质海藻糖为白色结晶,带两个结晶水,分子式为C12H22O11・2H2O,分子量为378.33,是由两个葡萄糖残基通过半缩醛羟基相结合,熔点为96.5～97.5℃,比旋度[Α]D=178.3°(20℃,7%于水中),甜味弱,能溶于水和热醇中,不溶于乙醚,不能使斐林试剂还原。
无毒无害,化学性质稳定,在体内可被酶水解成葡萄糖而被利用。
2 体内合成海藻糖在微生物细胞中的合成非常强烈。
它的积累一般和生长速度的降低有关,特别是在分化过程和营养不足时。
它的合成主要由两种酶催化,其反应分两步进行:第1步,尿苷二磷酸葡萄糖或鸟苷二磷酸葡萄糖经62磷酸海藻糖合成酶的催化转移给62磷酸葡萄糖,形成62磷酸海藻糖;第2步,62磷酸海藻糖经62磷酸海藻糖磷酸酯酶催化水解,形成海藻糖。
近年来,卡森Kaasen等已对大肠杆菌海藻糖合成酶基因进行了分子克隆。
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海藻糖结构
1. 引言
海藻糖是一种天然的二糖类物质，广泛存在于海藻、菌类和某些植物中。
它的结构与它的生物活性密切相关，因此对于海藻糖的结构研究具有重要意义。
本文将详细介绍海藻糖的结构，包括它的化学式、分子结构、立体构型以及一些重要的衍生物。
2. 化学式和分子结构
海藻糖的化学式为C12H22O11，它由两个单糖分子组成，分别是葡萄糖和半乳糖。
葡萄糖的化学式为C6H12O6，半乳糖的化学式为C6H12O5。
因此，海藻糖的分子结
构可以表示为（α-D-glucopyranosyl）-（β-D-galactopyranosyl）。
海藻糖的分子结构中，两个单糖分子通过一个糖苷键连接在一起。
糖苷键是一种特殊的酯键，它连接两个单糖分子的碳原子和氧原子。
在海藻糖中，葡萄糖的第1号碳原子与半乳糖的第4号碳原子通过糖苷键连接在一起。
3. 立体构型
海藻糖的分子具有多种立体构型，其中最常见的是α型和β型。
这两种构型的区别在于连接两个单糖分子的糖苷键的构象。
α型海藻糖的糖苷键是以α配置存在的，这意味着连接两个单糖分子的氧原子位
于葡萄糖的第1号碳原子的下方。
β型海藻糖的糖苷键是以β配置存在的，这意
味着连接两个单糖分子的氧原子位于葡萄糖的第1号碳原子的上方。
两种立体构型的海藻糖在生物活性上可能存在差异。
例如，α型海藻糖在一些生
物过程中可能起到保护细胞膜的作用，而β型海藻糖可能具有抗氧化和抗炎症的
特性。
4. 衍生物
海藻糖是一种重要的天然产物，它可以通过一系列化学反应得到一些重要的衍生物。
这些衍生物在食品、医药和化妆品等领域具有广泛的应用。
4.1 海藻糖醇
海藻糖可以通过还原反应得到海藻糖醇，也被称为甘露醇。
海藻糖醇是一种多羟基醇，它具有甜味，但热量较低，因此被广泛应用于食品和饮料中作为替代糖的甜味剂。
4.2 海藻糖胺
海藻糖可以通过胺化反应得到海藻糖胺。
海藻糖胺是一种氨基糖，它具有抗氧化和抗炎症的特性，被广泛应用于护肤品和保健品中。
4.3 海藻糖酯
海藻糖可以通过酯化反应得到海藻糖酯。
海藻糖酯是一种脂质，它具有良好的乳化性和稳定性，被广泛应用于食品和化妆品中作为乳化剂和稳定剂。
5. 结论
海藻糖是一种重要的天然产物，它具有丰富的生物活性和应用前景。
本文对海藻糖的结构进行了详细介绍，包括其化学式、分子结构、立体构型以及一些重要的衍生物。
海藻糖的结构研究对于深入理解其生物活性以及开发其应用具有重要意义。
希望本文对读者对海藻糖的结构有所启发，并对相关领域的研究和应用提供参考。
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