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在南美洲的沙漠中,有一种小植物,当水分不足的时候,就会自己把根从土壤里拔出来,卷成球。由于体轻,只要稍微有一点风,它就会随风在地面上滚动。一旦滚到水分充足的地方,圆球的根就会重新钻到土壤里,立即复活。这种沙漠植物叫卷叶柏,能有这种非凡抗逆耐受力,得益于它的体内含有充足的海藻糖。
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,均有含量较高的海藻糖。
海藻糖能吃吗?好吃吗?怎么吃?
海藻糖不仅能吃,而且好吃。与其他糖类一样,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。
在天津科技大学食品学院胡云峰教授的实验室,我们可以直观地看到添加海藻糖对食物的影响。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。
海藻糖还有哪些用途[1] ?
在医药工业方面:
在医学上已经成功地应用海藻糖替代血浆蛋白作为血液制品、疫苗、淋巴细胞、细胞组织等生物活性物质的稳定剂。不仅可以常温条件下干燥存放,更重要的是可以防止因血源污染而引起乙肝、艾滋病等致命疾病的传播,世界卫生组织对此十分重视。
英国剑桥的Quadrant研究基金会将小儿麻痹症疫苗与海藻糖混合冻干后,发现在干燥状态下45℃时其稳定性和液态4℃时保存条件相当。这项目研究成功,将大大减化疫苗处理工序,降低疫苗的储存及运输成本,且保证了长距离运输疫苗仍可保持相当高的活性,大大有助于世界卫生组织实现在较大范围内消灭小儿麻痹症的目标。
美国加利福尼亚大学的约翰克劳及其同事将海藻糖与制造血小板的细胞混合,经干燥脱水使细胞变干后,将其冻干在室温下可长时间保存。实践证明,加入海藻糖并经长时间保存的血小板在水化后仍有85%存活,存活率比大多数血库短期保存的血小板还高。
海藻糖还可应用于研究用生物试剂的保存,例如各种工具酶、细胞膜、细胞器、抗体、抗原及病毒等等,使得生命科学研究更为方便、快捷、有效,英国大学Camilo.C等详细地研究了海藻糖对DNA限制性内切酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的保护作用,结果表明,所有加入海藻糖干燥的酶样,在70℃保存35天或在37℃保存9个月后,其活力并无损失,仍能精确地将DNA截断。我国中科院微生物研究所应用海藻糖干燥制备、用于人血清胆固醇测定的三种诊断工具酶,在室温下长期保存后,活性保持率都在90%以上,现已成功地进入于临床应用。这是目前其他种类的保护剂都不可能达到的效果,利用海藻糖作为诊断工具酶等生物试剂的稳定剂和保护剂,可置于常温条件下干燥并保存,不仅简化了生物试剂的制备过程,也给我国幅员广阔的农村地区患者的疾病诊治带来便利。
在化妆品应用方面:
海藻糖在化妆品上的应用是基于其具有优异的保持细胞活力和生物大分子活性的特性。皮肤细胞,尤其是表皮细胞在高温、高寒、干燥、强紫外线辐射等环境下,极易失去水分发生角质化,甚至死亡脱落使皮肤受损。海藻糖在这种情况下能够在细胞表层形成一层特殊的保护膜,从膜上析出的粘液不仅滋润着皮肤细胞,还具有将外来的热量辐射出去的功能,从而保护皮肤不致受损。随着人们对海藻糖功能和作用的认识,海藻糖作为新一代的超级保湿因子将成为化妆品市场消费的一个热点。国内外已有不少厂家成功将海藻糖添加到化妆品中。
另外,特别是来自深海的海藻,因为其独特的生长环境,提取的海藻糖保湿效果显著。2013年国内外一些比较著名的化妆品企业等都已将产品中的海藻糖作为产品宣传的重点内容。
海藻糖如何制备?
早期,由于只能靠从生物体中分离等方式取得海藻糖,缺乏海藻糖的量产技术,因此价格居高不下。直到1994年,日本林原株式会社发明了海藻糖量產的技术,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教授团队使用酶合成法,将玉米淀粉转化为海藻糖,且转化率高,产品价格低。具体步骤大体分为三步:
1.培养微生物:将菌种放入液体培养基,通过二分裂方式繁殖菌种。
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。
中国玉米淀粉的产量高,这项工作无疑对中国减少海藻糖进口和蔗糖进口都作出了巨大贡献。海藻糖既可以作为蔗糖的替代品,又有很广泛的用途,酶合成法使得海藻糖在中国实现量产,有望减少中国对海藻糖以及蔗糖的进口依赖。期待海藻糖走进千家万户,给更多人送去甜蜜。
参考文献
[1]王乃强,张艳君,薛雅莺,栾庆民,杨海军. 海藻糖的性质及应用[J]. 精细与专用化学品,2014,22(01):35-37
1. 在医学上已经成功地应用海藻糖替代血浆蛋白作为血液制品
2. “科学密探”探访实验室海藻糖制备
推荐单位 / 北京科学技术期刊学会、《菌物学报》
成果来源 / 中科院微生物研究所、天津科技大学食品学院
科研代表 / 陶勇、胡云峰 转化作者 / 娄贞、谢玉强
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,均有含量较高的海藻糖。
海藻糖能吃吗?好吃吗?怎么吃?
海藻糖不仅能吃,而且好吃。与其他糖类一样,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。
在天津科技大学食品学院胡云峰教授的实验室,我们可以直观地看到添加海藻糖对食物的影响。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。
海藻糖还有哪些用途[1] ?
在医药工业方面:
在医学上已经成功地应用海藻糖替代血浆蛋白作为血液制品、疫苗、淋巴细胞、细胞组织等生物活性物质的稳定剂。不仅可以常温条件下干燥存放,更重要的是可以防止因血源污染而引起乙肝、艾滋病等致命疾病的传播,世界卫生组织对此十分重视。
英国剑桥的Quadrant研究基金会将小儿麻痹症疫苗与海藻糖混合冻干后,发现在干燥状态下45℃时其稳定性和液态4℃时保存条件相当。这项目研究成功,将大大减化疫苗处理工序,降低疫苗的储存及运输成本,且保证了长距离运输疫苗仍可保持相当高的活性,大大有助于世界卫生组织实现在较大范围内消灭小儿麻痹症的目标。
美国加利福尼亚大学的约翰克劳及其同事将海藻糖与制造血小板的细胞混合,经干燥脱水使细胞变干后,将其冻干在室温下可长时间保存。实践证明,加入海藻糖并经长时间保存的血小板在水化后仍有85%存活,存活率比大多数血库短期保存的血小板还高。
海藻糖还可应用于研究用生物试剂的保存,例如各种工具酶、细胞膜、细胞器、抗体、抗原及病毒等等,使得生命科学研究更为方便、快捷、有效,英国大学Camilo.C等详细地研究了海藻糖对DNA限制性内切酶、DNA连接酶和DNA聚合酶的保护作用,结果表明,所有加入海藻糖干燥的酶样,在70℃保存35天或在37℃保存9个月后,其活力并无损失,仍能精确地将DNA截断。我国中科院微生物研究所应用海藻糖干燥制备、用于人血清胆固醇测定的三种诊断工具酶,在室温下长期保存后,活性保持率都在90%以上,现已成功地进入于临床应用。这是目前其他种类的保护剂都不可能达到的效果,利用海藻糖作为诊断工具酶等生物试剂的稳定剂和保护剂,可置于常温条件下干燥并保存,不仅简化了生物试剂的制备过程,也给我国幅员广阔的农村地区患者的疾病诊治带来便利。
在化妆品应用方面:
海藻糖在化妆品上的应用是基于其具有优异的保持细胞活力和生物大分子活性的特性。皮肤细胞,尤其是表皮细胞在高温、高寒、干燥、强紫外线辐射等环境下,极易失去水分发生角质化,甚至死亡脱落使皮肤受损。海藻糖在这种情况下能够在细胞表层形成一层特殊的保护膜,从膜上析出的粘液不仅滋润着皮肤细胞,还具有将外来的热量辐射出去的功能,从而保护皮肤不致受损。随着人们对海藻糖功能和作用的认识,海藻糖作为新一代的超级保湿因子将成为化妆品市场消费的一个热点。国内外已有不少厂家成功将海藻糖添加到化妆品中。
另外,特别是来自深海的海藻,因为其独特的生长环境,提取的海藻糖保湿效果显著。2013年国内外一些比较著名的化妆品企业等都已将产品中的海藻糖作为产品宣传的重点内容。
海藻糖如何制备?
早期,由于只能靠从生物体中分离等方式取得海藻糖,缺乏海藻糖的量产技术,因此价格居高不下。直到1994年,日本林原株式会社发明了海藻糖量產的技术,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教授团队使用酶合成法,将玉米淀粉转化为海藻糖,且转化率高,产品价格低。具体步骤大体分为三步:
1.培养微生物:将菌种放入液体培养基,通过二分裂方式繁殖菌种。
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。
中国玉米淀粉的产量高,这项工作无疑对中国减少海藻糖进口和蔗糖进口都作出了巨大贡献。海藻糖既可以作为蔗糖的替代品,又有很广泛的用途,酶合成法使得海藻糖在中国实现量产,有望减少中国对海藻糖以及蔗糖的进口依赖。期待海藻糖走进千家万户,给更多人送去甜蜜。
参考文献
[1]王乃强,张艳君,薛雅莺,栾庆民,杨海军. 海藻糖的性质及应用[J]. 精细与专用化学品,2014,22(01):35-37
1. 在医学上已经成功地应用海藻糖替代血浆蛋白作为血液制品
2. “科学密探”探访实验室海藻糖制备
推荐单位 / 北京科学技术期刊学会、《菌物学报》
成果来源 / 中科院微生物研究所、天津科技大学食品学院
科研代表 / 陶勇、胡云峰 转化作者 / 娄贞、谢玉强