新型食品添加剂海藻糖的生产方法及其应用

摘要：综述了新型食品添加剂海藻糖的生产方法，海藻糖的特性及其作为甜味剂、保护剂、调味剂等在食品工业中的应用。

关键词：海藻糖；特性；生产；应用


Keywords:trehalose,property,production,application  

0前言

　海藻糖，是由二个葡萄糖基通过α，α－1→1键所形成的非还原性二糖，它广泛存在于昆虫、霉菌、酵母、地衣、显花植物、无脊椎动物等生物体内。它是昆虫中主要存在的血糖，昆虫飞翔时，利用它作为主要能量；而在动植物中，由于它的结构类似于水分子，是不可缺少的水的替代物，所以，当生物体遇冷冻、干燥等不良环境时，海藻糖起到了极为重要的保护作用。

1海藻糖的生产方法

　由于海藻糖在酵母中的含量最大，可达细胞干重的20％，所以，传统的海藻糖的生产方法，以酵母提取为主。以干燥、渗透压的改变来预处理酵母，可使其细胞中积累更多的海藻糖，经过乙醇等有机溶剂的抽提、精制后，可得较高纯度的海藻糖晶体。虽然，经过了多次技术改进，但该方法仍存在着成本高、收率低的缺点，所以不适宜大规模地工业化生产，产品海藻糖价格昂贵，每公斤达千元以上，仅用于试剂等，未能在食品工业中得到应用。

　近年来，日本林原研究所研制开发出了酶法转化生产海藻糖的新方法。该方法以淀粉为原料，细菌中，如Arthrobactersp.Q36等，提取的麦芽寡糖基海藻糖合成酶(简称MTSase)及麦芽寡糖基海藻糖水解酶(MTHase)共同催化生成海藻糖，其转化率可达80％以上。1995年，日本CargillandHayashibaraCompanyLtd.将该方法应用于大规模的工业化生产(生产工艺如图1所示)，它使海藻糖的生产成本大幅度地降低，其价格仅为原来的1/100，约500日元/kg左右，使海藻糖在食品工业中的广泛应用成为可能。目前，该公司的海藻糖已获得美国FDA的认可，正式作为食品中的配料成分，开始进入美国市场。

2海藻糖在食品工业中的应用  

　日本Cargill公司所售的海藻糖为含有2分子结晶水的白色粉状晶体，含量在98％以上，它具有不同于一些通常所用糖类的特点(如表1所示)。因此，在食品工业领域中，它有着较一般甜味剂更为广阔的应用前景。

表1海藻糖的性质

熔点	97.0℃
溶解性	68.9g/100gH2O(25℃)
	603g/100gH2O(90℃)
甜度	相当于蔗糖的45％
吸湿性	在RH90％以下，无吸湿性
消化性	由小肠消化、吸收
pH稳定性	>99％（pH3.5～10，100℃，24h）
热稳定性	99％（120℃，90min）
保存性	100％（37℃，12个月）
美拉德反应	与蛋白胨无着色反应（120℃，90min）

2.1海藻糖是一种新型甜味剂

　海藻糖的甜度仅为蔗糖的45％，口感柔和，而且经研究表明，海藻糖不能被口腔病原菌Streptococcusmutants所分解而生成会导致龋齿的酸性物质，因此用它来代替常用的甜味剂，对预防龋齿起着积极的作用，可添加于口香糖、饮料等。此外，海藻糖也是一种低热量糖，不易被人体消化吸收，可抑制血清、肝脏中胆固醇的积累，所以，也可广泛添加于糖尿病人的专用食品中。

2.2海藻糖是一种天然的食品保护剂  

　由于海藻糖不具有还原性，耐酸、耐热，因此，在食品加工过程中，添加一定量的海藻糖，对于淀粉类食品，如馒头、面、饼干等，可抑制淀粉的老化，延长食品的保质期；对于鸡蛋、鱼类等蛋白质含量丰富的食品，可抑制蛋白质变性，保持食品良好的口感；而对于肉类、油炸类等含脂肪较多的食品，添加海藻糖可有效地抑制脂肪的酸化，保持食品优良的品质。此外，固体饮料、粉末调味品、干燥食品往往容易吸潮变质，添加海藻糖后，可降低食品的吸湿性，延长保存期。

2.3海藻糖是一种多功能调味剂

　在食品中添加一定量的海藻糖可使甜味、咸味、酸味等良好的味道得以保持，且有加强、改善作用，可使口感更好；而对苦味、涩味等不良味道及某些刺激性味道，海藻糖具有减轻和掩盖作用。如对干馏类食品及畜肉所特有的臭味，海藻糖具有显著的改善作用。

2.4海藻糖具有保健食品的功能

　有报道称海藻糖为体内有益肠道细菌——双歧杆菌增殖因子，可改善肠道微生态环境，加强胃肠道消化吸收功能，有效排除体内毒素，增强机体免疫抗病能力。此外，海藻糖具有较强的抗辐射作用，它能清除β、γ－射线所产生的OH·自由基，使细胞DNA不易发生突变，实验室研究证明，含有10mmol/kg的海藻糖，可使活细胞承受正常4.3倍剂量的β、γ－射线。因此，海藻糖具有开发成保健食品的潜力。

2.5其他应用  

　除了在食品工业中，海藻糖还可用于医药、化妆品工业。在医药方面，海藻糖可作为酶、蛋白、疫苗等生物药和生物制剂的保护剂，也可单独使用作为营养补剂。在化妆品方面，利用海藻糖所特有的保湿性，生产高级化妆品。

3展望

　以往，由于海藻糖价格昂贵，限制了其在食品工业中的应用，因此海藻糖的特性和用途也不为人们所熟知。随着海藻糖生产新方法的不断研究开发，海藻糖生产成本的不断降低，海藻糖以其优良的性状，一定会在食品工业中得到更大的应用。目前，以酶法转化生产的海藻糖仅在日本有售，我国还没有产品，国内有数家大学和研究所已开始该方面的研究，如江南大学、江苏省微生物研究所等，预计不远的将来将会有所突破。