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微生物与海藻糖

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-04
核心提示:南美洲的沙漠中,有一种小植物,当水分不足时,它就会自己把根从土壤里拔出来,卷成球。由于体轻,只要稍有一点儿风,它就会在地面上滚动。一旦滚到水分充足的地方,圆球的根会重新钻到土壤里,立即复活!这是因为该植物体内含有充分的海藻糖。
   南美洲的沙漠中,有一种小植物,当水分不足时,它就会自己把根从土壤里拔出来,卷成球。由于体轻,只要稍有一点儿风,它就会在地面上滚动。一旦滚到水分充足的地方,圆球的根会重新钻到土壤里,立即复活!这是因为该植物体内含有充分的海藻糖。

  海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。是一种安全、可靠的天然糖类。海藻糖是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原性糖,有3种异构体即海藻糖(α,α)、异海藻糖(β,β)和新海藻糖(α,β),并对多种生物活性物质具有非特异性保护作用。海藻糖在自然界中许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在,如人们日常生活中食用的蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有含量较高的海藻糖。
 
  说明
 
  海藻糖是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原性糖,有3种异构体即海藻糖(α,α)、异海藻糖(β,β)和新海藻糖(α,β),并对多种生物活性物质具有非特异性保护作用。科学家们发现,沙漠植物卷叶柏在干旱时几近枯死,遇水后却又可以奇迹般复活;高山植物复活草能够耐过冰雪严寒;一些昆虫在高寒、高温和干燥失水等条件下不冻结、不干死,就是它们体内的海藻糖创造的生命奇迹。海藻糖因此在科学界素有“生命之糖”的美誉。国际权威的《自然》杂志曾在2000年7月发表了对海藻糖进行评价的专文,文中指出:“对许多生命体而言,海藻糖的有与无,意味着生命或者死亡”。
 
  海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。
 
  作用
 
  海藻糖对生物体具有神奇的保护作用,是因为海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜,有效地保护蛋白质分子不变性失活,从而维持生命体的生命过程和生物特征。许多对外界恶劣环境表现出非凡抗逆耐受力的物种,都与它们体内存在大量的海藻糖有直接的关系。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖类,均不具备这一功能。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,大大拓展了海藻糖作为天然食用甜味糖的功能。
 
  生产工艺
 
  海藻糖是运用当代最先进的生物工程技术和生产工艺,采用按国际制药标准建造的成套设备,以当地特有的不含转基因成分的天然木薯淀粉为原料,在国内首家以规模化形式生产海藻糖,产品指标达到国际同类产品标准。先进的生产工艺技术和完整的质量保证体系为国内外市场提供了种质量过硬、价格合理的海藻糖系列产品,使生物制剂、化妆品、烘焙产品、水产畜产加工、米面制品、饮料和糖果以及农林种植等各个行业广泛受惠。
 
  物化性质
 
  目前使用的商品海藻糖,有含有二分子结晶水的结晶海藻糖和不含结晶水的无水海藻糖。其具有的理化性质如下:
 
  (1)密度:结晶海藻糖1,512g/cm。
 
  (2)熔点:结晶:海藻糖于130℃失水;无水海藻糖210.5℃。
 
  (3)溶解热:结晶海藻糖:57.8KJ/mol,无水海藻糖53.4KJ/mol。
 
  (4)甜度:相当于蔗糖的45%,是一种甜味柔和的优质糖质。其温和的甜味比砂糖更为持久,可改善高砂糖含量食品的甜腻感,与其他的甜味料配合!能将食品素材特有的味感提升出来。
 
  (5)溶解性、晶体析出性:海藻糖易溶于水、热乙醇、冰醋酸,不溶于乙醚、丙酮。海藻糖在水中的溶解度随温度变化较为明显。低温时在水中的溶解度比砂糖低,与麦芽糖相同。此外,海藻糖易于结晶,结晶性能良好。
 
  (6)高玻璃化转变温度:海藻糖具有双糖中最高的玻璃化转变温度,高达115℃,因而把海藻糖加入到其他的食品中时,能有效地提高其玻璃化转变温度,更容易形成玻璃化状态,可以发挥保持玻璃化,保持新鲜度的作用。
 
  (7)低吸湿性和保水性:二水结晶海藻糖在相对湿度92%以下无吸湿性,而无水海藻糖在相对湿度30%以上有吸湿性。这一性质使其既具有低吸湿性。又具有高保湿性功能。
 
  (8)耐热、耐酸性:于100℃加热24h海藻糖仍可保存99%以上。这种特殊的分子结构赋予了海藻糖分子极强的稳定性,是天然二糖中最稳定的分子。
 
  (9)着色性:海藻糖不会引起美拉德反应。和甘氨酸于100℃反应90min不呈色,和聚蛋白胨120℃反应90min不呈色,有利于保持食品色泽,适合于须加热处理或高温保存的食品、饮料等 。
 
  研究表明,海藻糖对生物分子能起到非常重要的保护作用,可以保护细胞免遭脱水的伤害。海藻糖是一种安全、可靠的天然糖类,1832年由Wigger从黑麦中首次提取出来。菌菇类、海藻类、豆类、啤酒及酵母发酵食品中,均有含量较高的海藻糖。
 
  海藻糖能吃吗?答案是,肯定可以啊!实际上,与其它糖类一样,海藻糖可广泛应用于食品业,包括饮料、巧克力及糖果、烘烤制品和速冻食品。加了海藻糖的蛋糕,更加甜美芳香,外观上也更加细腻、松软。蛋黄酱加了海藻糖,腥味明显减少。苹果片加了海藻糖,更不容易氧化变色。馒头加了海藻糖,发酵得更蓬松,馒头里的气孔也更少、更小。冰淇淋加了海藻糖,吃起来更加清甜、顺滑,且融化速度变缓。不止如此,在医学上,海藻糖可作为稳定剂,降低疫苗的贮存和运输成本,且保证了长距离运输疫苗仍可保持相当高的活性。我们的皮肤在干燥、强紫外线辐射等环境下,极易干燥受损,而海藻糖能够在细胞表层形成一层特殊的保护膜。总之,海藻糖在生物制剂、化妆品、烘焙产品、水产畜产加工、米面制品、饮料和糖果以及农林种植等各个行业应用广泛。 海藻糖是咋做出来的?早期,由于只能靠从生物体中分离等方式取得海藻糖(比如Wigger),缺乏海藻糖的量产技术,因此价格居高不下。直到1994年,日本林原株式会社才发明了海藻糖量产的技术,而我国国内的海藻糖基本上靠从日本进口。
 
  如今,中科院微生物研究所陶勇研究员团队使用酶合成法,将玉米淀粉转化为海藻糖,且转化率高、产品价格低。
 
  这是如何做到的呢?
 
  1.培养微生物将菌种放入液体培养基,菌种在这里的主要任务就是——繁殖(二分裂方式),培养出很多很多……很多的微生物。
 
  2.微生物产生酶
 
  培养好的微生物在合适的条件下会合成我们需要的酶,酶是一种蛋白质,它是催化淀粉水解物生成海藻糖的一种生物催化剂。
 
  3.淀粉转化成糖
 
  把粗酶液加到淀粉水解液里,在适宜的温度下反应一段时间,淀粉就能转化成高附加值的海藻糖啦!
 
 
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