海藻糖的特性分析及应用优势

56 食品安全导刊 2015年11月添加剂与营养Technology科技海藻糖在饮料中的应用优势 及研究进展□ 高琪 庞明利 保龄宝生物股份有限公司海藻糖是两个葡萄糖分子以α,α-1，1键连接成的非还原性双糖，最初由Wiggers从黑麦的麦角菌中分离得到，后来在多种动植物和微生物中均发现了海藻糖的存在，如藻类、酵母、真菌、细菌、虾等。海藻糖是一种贮藏性碳水化合物，具有独特的生物分子及细胞保护功能，《Nature》杂志发表了海藻糖的专文之后，海藻糖便有了“生命之糖”的美誉。基于海藻糖的保湿性、低甜度、不致龋齿等特性，近年来海藻糖在食品、医药领域以及化妆品方面的应用愈加广泛，其生产技术和应用研究也颇受研究者的关注。饮料品种繁多，按生产工艺通常分为酒精饮料和非酒精饮料两大类，后者被称为软饮料，按照GB l0789《饮料通则》，我国饮料分为碳酸饮料(汽水)类、果汁和蔬菜汁类、蛋白饮料类、饮用水类等11大类。随着我国居民收入的提升，消费者生活水平有所提高，其消费理念和消费能力也逐渐发生了变化，从追求温饱型消费向质量型消费过渡。越来越多的消费者开始对饮料产品的营养成分是否天然健康、绿色环保以及品位时尚等更高层面有所需求，因此，低糖低热量、风味更好的饮料以及特殊用途的功能饮料成为消费者的新宠。海藻糖性质海藻糖是蔗糖的同分异构体，有许多相似的地方，但是海藻糖分子结构对称，无半缩醛基，所以不具有还原性和旋光性，在酸、热条件下都具有良好的稳定性。海藻糖在饮料中的应用优势低甜度海藻糖甜度较低，在浓度为22.2%时，其甜度约为蔗糖的45%，而甜味比砂糖更持久，温和的甜味可以有效改善含糖食品的甜腻感。因其淡爽的低甜度，使海藻糖与蔗糖或其他甜味剂结合后用于食品饮料中，更加凸显食品材料原有的风味。茶饮料具有茶叶的独特风味，含有天然茶多酚、咖啡碱等茶叶有效成分，是中国消费者较为喜欢的饮料品类。近年来，茶饮料发展势头强劲，表现出强烈的上升趋势。茶叶中因含有咖啡碱、可可碱、茶叶碱、花青素类、茶叶皂苷、苦味氨基酸等物质，苦涩味较重，故而茶饮料中通常通过添加糖类物质进行改善和掩盖。海藻糖作为低甜度的单糖，将其应用于茶饮料中，可以有效抑制茶的苦味，使茶叶的清香味更佳，同时避免加入蔗糖使得茶饮料口味甜腻，口感粘稠。稳定性好与蔗糖、麦芽糖相比，海藻糖对酸和热具有更好的稳定性。研究表明，蔗糖在酸性条件下容易分解，蔗糖的酸水解常数为14600×106，而海藻糖为0.864×106，在pH值为2时，100℃加热180min蔗糖和麦芽糖的分解率分别为100%和9.6%，而海藻糖只有2.5%。海藻糖在pH值为3.5的溶液中，100℃加热24h，分解率仅为1％，十分稳定。海藻糖是非还原性糖，即使与氨基酸、蛋白质等混合加热也不易产生美拉德反应。实验表明，浓度为12.5%的糖稀、砂糖、海藻糖加入0.5%的甘氨酸，pH值4～8范围内，120℃下反应60min糖稀出现明显的褐变反应，砂糖次之，而海藻糖在同样的条件下褐变反应不明显，颜色几乎不变。此外，海藻糖几乎不能被一般的酶所分解，只能被特异性的海藻糖酶分解。 饮料的生产过程中，通常会根据原图 1-1Copyright©博看网 . All Rights Reserved.Nov 2015 CHINA FOOD SAFETY 57添加剂与营养材料的不同添加不同的糖和酸调节口味和口感，也会根据原料、糖添加量以及酸度的差异采用不同的杀菌手段。鉴于海藻糖的非着色性，将其应用于饮料中可以使乳饮料、植物蛋白饮料等富含蛋白质的饮料经过高温杀菌后不发生美拉德反应，保持原有色泽，不生成消费者不喜欢的味道。此外，由于美拉德反应发生后，氨基酸与糖的结合会产生不易被酶利用的产物，造成营养成分的损失，海藻糖的添加可以使饮料中的营养物质更好地被人体吸收。研究发现，在55℃保存过程中，使用砂糖的柠檬汁饮料随时间延长其黄度值上升，5-HMF值（5-羟甲基糠醛）增加，褐变越来越严重，而使用海藻糖的柠檬汁饮料黄度值上升极少，5-HMF值几乎没有增加。陈云辉等在荔枝罐头中也做过类似实验，通过测定糖液中5-HMF、总糖和总氨基酸的含量探讨了海藻糖的护色效果，发现100%海藻糖组氨基酸含量比100%蔗糖组高13.5%，而5-HMF的增加量仅为后者的1/3。抑制饮料中矿物质沉淀损失近年来随着中国经济的发展和居民收入的提高，中国居民膳食结构及生活方式也发生了变化，由于营养过剩或营养不平衡所导致的慢性疾病在增多。大部分中国人无法从食物中摄取足量的钙和镁，维生素和矿物质摄入不足已经成为社会普遍现象。市场上存在许多补充矿物质的饮料与食品，但矿物质在复杂体系中易与其他物质发生反应，进而影响矿物质吸收，制约此类饮品的发展。如含钙饮料中，磷酸盐的存在会使钙离子与磷酸盐结合形成不溶性的钙盐沉淀，不利于钙的吸收和利用。研究发现，在该体系中加入海藻糖后，磷酸钙沉淀的形成受到抑制，可溶性钙离子的存留量提高，随着海藻糖添加量的增加，抑制沉淀的效果更为显著，其他糖类则没有这种效果。对海藻糖和氯化钙的混合溶液进行核磁共振分析，发现海藻糖分子中2、4位羟基能够与钙离子结合，阻止了不溶性磷酸盐的形成。此外，铁离子、镁离子、铜离子等矿物质也可以与海藻糖发生类似的相互作用，从而避免了不溶性盐沉淀的生成，防止因形成沉淀而导致的矿物质损失，提高人体对矿物质的吸收利用率。海藻糖与矿物质的这种反应还可以进一步维持维生素C等物质的稳定，维生素C在铁离子和铜离子存在的体系中容易分解和着色，加入海藻糖后，铁离子和铜离子与海藻糖发生结合，作为维生素C氧化分解反应催化剂的铁离子和铜离子减少，从而降低了维生素C的氧化分解反应。防龋齿龋齿是口腔内细菌如变形链球菌等所导致，细菌产生的葡萄糖基转移酶将蔗糖转化成不溶性的葡聚糖，使病原菌易于附着在牙齿上形成牙菌斑，进而牙菌斑中细菌利用糖生成酸性物质，使牙齿脱钙而产生龋齿。由于海藻糖在口腔内不发生分解，产酸少，也不会产生不溶性葡聚糖。另外，它还能抑制60%由蔗糖产生的不溶性葡聚糖的粘质物的形成。因此海藻糖与赤藓糖醇、异麦芽酮糖及低聚糖等有类似的防龋齿功效。补充能量海藻糖与蔗糖、麦芽糖等双糖代谢途径相同，人体小肠内海藻糖酶活力较大，海藻糖主要在小肠中消化吸收，其分解为两分子葡萄糖，可以为人体提供能源(4kcal/g)。更重要的是，海藻糖在人体内的分解是一个平缓而稳定的过程，对血糖值或胰岛素分泌的影响几乎与葡萄相等，非常适合用于运动饮料。初步研究表明，添加了海藻糖的运动饮料，比含葡萄糖的饮料有着更低的胰岛素和血糖反映水平。而且海藻糖的加入并不影响饮料的口感，相反会使其口感更为纯正。赵文报等开发的能量型运动饮料中添加海藻糖、大豆多肽、碱性电解质及维生素等物质，使饮料具有补充能量的功能，饮用后人体引起的胰岛素反应较为平稳，血糖维持在较高的水平，不出现血糖值下降的现象，还可以稳定血容量、血清胰岛素、血镁、血钾和血乳酸，克服运动中服用单、双糖引起的回跃性低血糖反应，摄入一次即可维持较长时间的能量补充。此外，也有研究者开发了含有维持糖类能量释放和减少血糖/胰岛素反应及保持重量摩尔渗透压浓度的异麦芽酮糖和海藻糖的食品，以异麦芽酮糖和海藻糖为主体，添加甜味剂和其他糖类的组合物，可以保持饮品的重量摩尔渗透压浓度，同时可以保证能量的缓释，血糖水平的平稳保持。海藻糖以其独特的性质，可以在饮料中得到广泛应用，而且海藻糖改善风味、补充能量等效果理想。目前在食品行业中，许多运动饮料、保健饮料等功能性饮料中已经应用海藻糖，在烘焙、糖果、水产等领域海藻糖的应用也颇多。随着人们对海藻糖认识的进一步加深，以及海藻糖工业化生产的规模扩大，海藻糖的应用前景将越来越广。Copyright©博看网 . All Rights Reserved.

海藻酸钠又名褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶、藻酸盐，是由海带

中提取的天然多糖碳水化合物。广泛应用于食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工等产品，作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、粘合剂、上

浆剂等使用。自八十年代以来，褐藻酸钠在食品应用方面得到新的拓展。褐藻酸钠不仅是一种安全的食品添加剂，而且可作为仿生食品或

疗效食品的基材，由于它实际上是一种天然纤维素，可减缓脂肪糖和

胆盐的吸收，具有降低血清胆固醇、血中甘油三酯和血糖的作用，可预防高血压、糖尿病、肥胖症等现代病。它在肠道中能抑制有害金属

如锶、镉、铅等在体内的积累，正是因为褐藻酸钠这些重要作用，在国内外已日益被人们所重视。日本人把富含有褐藻酸钠的食品称为

“长寿食品”，美国人则称其为“奇妙的食品添加剂”。

在挂面、粉丝、米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织的粘结性，使其拉力强、弯曲度大、减少断头率，特别是对面筋

含量较低面粉，效果更为明显。在面包、糕点等制品中添加海藻酸钠，可改善制品内部组织的均一性和持水作用，延长贮藏时间。

在冷冻甜食制品中添加可提供热聚变保护层，改进香味逸散，提

高熔点的性能。 海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等，是一种安全、可靠的天然糖类。

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。在烘烤制品中,海藻糖有多种潜在的使

用价值：它能调节蛋糕、饼干和糕点上的糖霜、面包奶油和水果馅的

甜味与芳香，不损害贮藏寿命，使人们品尝到产品原有的风味。 同时，海藻糖有助于甜饼、面包奶油和糖霜中脂肪的降低，在可口饼

及快餐中产生独特的糖霜感觉。它使消费者因良好的甜质更容易接受含高脂肪和糖的高热量产品。在保持产品贮藏期时，海藻糖能减少多

成 分的烘烤制品中湿气流动，以能使甜味更佳。海藻糖可代替蔗糖，降低冰淇淋和其他冷冻制品的凝结点。可在冻品和冰冻糖果中用于产

生新的糖霜，并产生独特的可口的风味。

《广州食品工业科技》　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．２０　Ｎｏ．２（总８０）　中图分类号：ＴＳ２４；文献标识码：Ａ；文章篇号：１００７—２７６４（２００４）０２－０１５１—０５８　

海藻蒋的功能特性及其应用　

赵晓峰吴荣书　（云南农业大学食品科技学院，昆明６５０２０１）　

摘要：简述海藻糖的生产方法．保护作用及其特性，和在食品、农业、生物学、化妆品方面的应用　关键词：海藻糖：特性：应用　

ｌ海藻糖的特－性　１．１海藻糖的稳定性质　海藻糖是无毒产热的双糖，但它对热对酸非常稳　定，是天然双糖中最稳定的糖质，由于不具有还原性　即使与氨基酸、蛋白质等混合加热也不会发生美拉德　应．具体表现为：（１）ｐＨ稳定性：ｐＨ３．５－１０．１００℃，２４ｈ，　９９％残存；（２）水溶液热稳定性：１２℃，９０　ｍｉｎ，不褐　变：（３）含氨基酸水溶液的热稳定性：沸水中，９０ｍｉｎ，　不褐变；（４）含蛋白质水溶液的热稳定性：沸水　中．９０ｒａｉｎ，不褐变：（５）水溶液的长期保存稳定性：　３７℃，１２个月．不分解，不褐变　Ｊ。　１．２海藻糖的吸水性　海藻糖溶解度为蔗糖的２／３，甜度约为蔗糖的４５％，　食用后口中不留后味，味质爽口，含２分子水的结晶　海藻糖，没有吸湿性：但无水结晶有很强的吸湿性．是　优异的天然脱水剂．天然的蔗糖只有无水结晶一种形　态，它没有吸取其它物质水分子的特性：乳糖和麦芽　糖与海藻糖一样具有含水结晶和无水结晶两种结晶　态，它们的无水结晶粉末也有吸水性．但它们吸取的　水量只有海藻糖的ｌ／２．而且．这两种糖具有还原性末　端，对与之配合的物质的稳定性产生很大的损害，它　们不能用做脱水稳定剂　。　１．３海藻糖的防腐性质　海藻糖最奇特的功能特性是其具有防腐性．海藻　糖对由环境变化形成的应激状态具有高抗性．许多含　有海藻糖的动植物完全干燥失水后仍维持活性，一旦　遇水就立刻复活．这一现象首先从昆虫中发现，海藻　糖不仅被昆虫用作能源，而且对昆虫的耐寒性；抗冻　结性发挥重要作用【５Ｊ。　１．４非特异性保护作用与抗辐射作用　收稿日期：２００４－２－２７　作者简介：１９７７。３女．在读硕士研究生．研究方向为农产品贮藏与加工　海藻糖对生物体组织和生物人分子具有非特异性保护　作用。它在生物体内既可以作为结构成分，又可以用　于提供能量，而且它还是许多生物的应激代谢物。据　研究表明，某些物种对外界不良环境所表现出来的抗　逆耐受力和它们体内存在的海藻糖密切相关。　海藻糖具有较强的抗辐射作刚，它能清Ｂ、ａ—射　线所产生的ＯＨ．自由基，使细胞ＤＮＡ不易发生突变。　实验研究证明，含有１０ｍｍｏｌ／　的海藻糖，可使活　细胞承受正常４．３倍剂量的Ｄ、ａ＿　寸线，因此海藻糖可　被开发成具有保健功能的食品Ｌ６】。　２海藻糖的生产方法　２．１微生物抽提法　２０世纪４０年代，捷克从面包酵母中抽提海藻糖　取得成功．并建立了一套用酒精抽提面包酵母，结晶　分离海藻糖的方法［７】，至今仍然是生产海藻糖的重要　方法。在我国，酵母抽提法生产海藻糖也取得了一定　的进展。例如：中科院北京微生物研究所选育了一栋　高产海藻糖的面包酵母［引，通过面包酵母的培养收集，　再提取海藻糖。　２．２化学合成法　海藻糖的化学合成主要是在２，３，４，６一四乙配　基一　一葡萄糖和３，４，６＿－三乙酰卜一１．２一脱水一【）－～　葡萄糖之间产生环氧乙烷加成反应。在后一种化合物　浓缩过程中也有海藻糖生成。然而海藻糖的化学合成　具有较多的缺点，其中主要一点是产率低，分离困难，　至今还处于研究阶段　。　２．３微生物发酵法　用一定的基质培养微生物，通过微生物发酵产生　海藻糖，再由培养液中精制而得。现在主要可利用的　微生物包括真菌（酵母、一些菇类）、革兰氏阴性细菌（特　别是微球菌变种），以及根瘤菌、节杆菌、短杆菌等。　通过诱变、细胞融合或基因重组选育高产海藻糖的菌　ｌ５ｌ

第 1 页 共 2 页 药用级海藻糖用途性质

药用级海藻糖用途性质

海藻糖又称为漏芦糖、蕈糖，是由两个葡萄糖分子组成的一个非还原性双糖。常常以二水化合物存在。海藻糖是一种典型应激代谢物，能够在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面形成的爱护膜，有效地爱护生物分子结构不被破坏，从而维持生命体的生命过程和生物特性。

海藻糖是自然 双糖中稳定的一类。由于不具有还原性，对热和酸碱都具有特别好的稳定性

【检查】酸度 取本品1.0g（按无水物计算），加水10ml使溶解，依法测定（通则0631），pH值应为4.5～6.5。

溶液的澄清度与颜色 取本品33.0g（按无水物计算），置100ml量瓶中，加新沸放冷的水充分振摇使溶解，照紫外-可见分光光度法（通则0401），在420nm与720nm波特长测定吸光度。在720nm波特长的吸光度值不得过0.033，420nm与720nm波特长的吸光度差值不得过0.067。

氯化物 取本品0.40g，依法检查（通则0801），与标准氯化钠溶液5.0ml制成的对比液比较，不得更浓（0.0125%）。

硫酸盐 取本品1.0g，依法检查（通则0802），与标准硫酸钾溶液2.0ml制成的对比液比较，不得更浓（0.020%）。

可溶性淀粉 取本品l.0g，加水10ml溶解后，加碘试液1滴，不得显蓝色。 第 2 页 共 2 页 有关物质 取本品适量，精密称定，加水溶解并定量稀释制成每1ml中约含10mg的溶液，作为供试品溶液；精密量取1ml，置100ml量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，作为对比溶液。照含量测定项下的色谱条件，取对比溶液10μl注入液相色谱仪，记录色谱图，主成分峰高的信噪比应大于10；再精密量取供试品溶液和对比溶液各10μl，分别注入液相色谱仪，记录色谱图。供试品溶液色谱图中，除溶剂峰外，供试品溶液主峰之前、之后的杂质峰面积之和分别不得大于对比溶液主峰面积的0.5倍（0.5%）。