新型食品添加剂海藻糖的生产方法及其应用

36 Food Science and Technology No. 2, 20022002年第二期食品料技新型食品添加剂海藻糖的生产方法及其应用王蕾郑璞史朝晖(江苏省微生物研究所无锡214063)摘要:综述了新型食品添加剂海藻糖的生产方法，将该方法应用于大规模的工业化生产(生产工艺如图I海藻糖的特性及其作为甜味剂、保护剂、调味剂等在.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,使海藻糖食品工业中的应用。在食品工业中的广泛应用成为可能。目前该公司的海关键词海藻糖特性生产;应用藻糖已获得美国FDA的认可,正式作为食品中的配料中图分类号:TS202.3文献标识码:A成分，开始进入美国市场。文章编号:1005 - 9989(2002)02 - 0036 - 022海藻糖在食品工业中的应用[10]Abstract: The properties and production of trehalose, a kind of淀粉悬浊液new food additive, is reviewed. It can be applied widely in food糊化耐热性液化酶a-淀粉酶)industry as sweetener, preservative, flavoring， etc.液化←枝切酶(异淀粉酶)Key words: trehalose, property, production, applicationMTSase糖化←ITHasea-淀粉酶海藻糖是由二个葡萄糖基通过a ,0x-1→1键所葡萄糖淀粉酶形成的非还原性二糖,它广泛存在于昆虫、霉菌、酵母、海藻糖含量85%以上的糖液地衣、显花植物、无脊椎动物等生物体内1.21。它是昆脱色、过滤、浓缩、结晶、分离虫中主要存在的血糖,昆虫飞翔时,利用它作为主要含2分子结晶水的海藻糖能量;而在动植物中,由于它的结构类似于水分子,干燥、装袋是不可缺少的水的替代物,所以,当生物体遇冷冻、海藻糖成品干燥等不良环境时,海藻糖起到了极为重要的保护作图1淀粉生产 结晶海藻糖工艺用134。.日本Cargill公司所售的海藻糖为含有2分子结晶海藻糖的生产方法水的白色粉状晶体,含量在98%以上,它具有不同于由于海藻糖在酵母中的含量最大，可达细胞干重-些通 常所用糖类的特点(如表1所示)91。因此在食的20%,所以，传统的海藻糖的生产方法,以酵母提取品工业领域中,它有着较-般甜味剂更为广阔的应用为主(501。以干燥、渗透压的改变来预处理酵母可使其前景。细胞中积累更多的海藻糖,经过乙醇等有机溶剂的抽表1海藻糖的性质提、精制后,可得较高纯度的海藻糖晶体。虽然经过了熔点97. 0C多次技术改进,但该方法仍存在着成本高、收率低的缺溶解性68. 9g/ 100gH2O(259C)603g/ 100gH2O(909C)点所以不适宜大规模地工业化生产产品海藻糖价格甜度相当于蔗糖的45%昂贵,每公斤达千元以上,仅用于试剂等,未能在食品吸湿性在RH90%以下无吸湿性消化性由小肠消化、吸收工业中得到应用。pH稳定性> 9%( pH3. 5~ 10 ,100C 24h)近年来,日本林原研究所研制开发出了酶法转化热稳定性99%( 120C 90min)生产海藻糖的新方法1781。该方法以淀粉为原料细菌保存性美拉德反应与蛋 白胨无着色反应( 120C 90min)100%( 379C ,12个月)中,如Arthrobacter sp. 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海藻糖是一种新型甜味剂(MTHase)共同催化生成海藻糖其转化率可达80%以经研究表明海藻糖的门“中国煤化工刁感柔和,而且=菌Streptococcus上。1995年,日本Cargill and Hayashibara Company Ltd.mutants所分司HHCNMH(文性物质，因此用收稿日期: 2001-10-02它来代替常用的甜味剂对预防龋齿起着积极的作用作者简介:王蕾(1967-),女,无锡人,助研,主要从事微生可添加于口香糖、饮料等。此外海藻糖也是一种低热量物酶法转化及产物分离提取研究工作。糖,不易被人体消化吸收,可抑制血清、肝脏中胆固醇食品科技2002年第二期Food Science and Technology No. 2, 2002 37的积累所以，也可广泛添加于糖尿病人的专用食品中。701 ~32. 2海藻糖是一种天然的食品保护剂12314] Coutinho C, Bernardes E, Panek A D. Trehalose as cryop-由于海藻糖不具有还原性耐酸、耐热,因此在食rotectant for preservation of yeast strains. J Biotech, 1988,品加工过程中,添加一定量的海藻糖,对于淀粉类食7:23 ~ 32品,如馒头、面、饼干等,可抑制淀粉的老化,延长食品[5] Y Yoshikawa, K Matsumoto, K Nagata, et al. Extraction的保质期;对于鸡蛋、鱼类等蛋白质含量丰富的食品,of Trehalose from Thermallytreated Bakers'Yeast. BiosciBiotech Biochem, 1994, 58(7): 1226 ~ 30可抑制蛋白质变性,保持食品良好的口感;而对于肉[6] 仲田邦穗，冈村和彦,刀根弘.JP:平7- 246097类、油炸类等含脂肪较多的食品添加海藻糖可有效地7] K Maruta, T Nakada, M Kubota, et al. Purification and抑制脂肪的酸化,保持食品优良的品质。此外固体饮characterization of a novel enzyme, malooli gosyl trehalose料、粉末调味品、干燥食品往往容易吸潮变质,添加海trehalohydrolase, from Arthrobacter sp Q36. Biosci Biotech藻糖后,可降低食品的吸湿性延长保存期。Biochem, 1995, 59(12):2210~ 142.3海藻糖是一种多功能调味剂8] T Nakada, K Maruta, H Mitsuzumi, et al. Purif cation and在食品中添加一定量的海藻糖可使甜味、咸味、酸Characterization of a Novel Enzyme, Maltooligosyl Trehalose味等良好的味道得以保持, 且有加强、改善作用,可使Trehalohydrolase, from Arthaobacter sp Q36. Biosci Biotech口感更好;而对苦味、涩味等不良味道及某些刺激性味Biochem , 1995, 59(12):2215~18道海藻糖具有减轻和掩盖作用。如对干馏类食品及畜[9] J Edelman, F F Nord(ed). Advances in Enzymo logy. Int-肉所特有的臭味海藻糖具有显著的改善作用。erscience Publishers , 1956, 652: 1892.4海藻糖具有保健食品的功能[10] 和田正,大口真央. JP:平6- 253801有报道称海藻糖为体内有益肠道细菌一双歧杆[11]Koichi Y, Iliroe Y, I liromuK, et al. Protection by tre-菌增殖因子,可改善肠道微生态环境加强胃肠道消化halose of DNA from radiation damage. Biosci Biotech Bio-hem. 1997, 61(1):160~1吸收功能,有效排除体内毒素,增强机体免疫抗病能[12]A Totsuka, T Nakakuki. JP:平6 - 207237力。此外海藻糖具有较强的抗辐射作用川它能清除[13] T Nishimoto, H Chaen, T Sugimoto, et al. EP: 0693558A1β、γ-射线所产生的OH:自由基,使细胞DNA不易[14]K Kato, Y Natsuhara, S Oka, et a1.JP: 平1 - 207237发生突变,实验室研究证明,含有10mmol/kg的海藻[15] T Hata, Y Nishimori, Y Okochi, etal. JP:平4 - 290808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。(上接第35页)2.5其他应用14.1515.2 溶胶过程中，长时间搅拌使大量空气混入,这些除了在食品工业中海藻糖还可用于医药、化妆品气体影响果冻的质地和外观,因而必须进行消泡处工业。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参考文献:剂。在化妆品方面利用海藻糖所特有的保湿性,生产[1] 孙文忠.百果治百病.上海:上海中医药大学出高级化妆品。版社,1994. 150~1523展望[2] 郑友军.食品加工实用手册.北京:中国农业科以往,由于海藻糖价格昂贵限制了其在食品工业技出版社,1990. 140~ 142中的应用,因此海藻糖的特性和用途也不为人们所熟[3] 魏润珍.食用菌实用加工技术.北京金盾出版知。随着海藻糖生产新方法的不断研究开发海藻糖生社,1996. 76 ~77产成本的不断降低海藻糖以其优良的性状,-定会在[4] 高裕成.新型发酵食品.北京:中国轻工业出版食品工业中得到更大的应用。目前,以酶法转化生产的社,1998. 188~ 189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、江苏省技术转让微生物研究所等预计不远的将来将会有所突破。本部是以销售添加剂为主,研究生产1] Thevelein. Regulation of trehalose mobilization in fungi.食品为新沙雅花种软糖类技Microbiol Rev, 1984, 48: 42 ~59中国[2] Elbein A D. The metabolism of ax ax - trehalose. Adv Ca-术转让YHCN M H G时不告知rbohydrate Chem Biochem, 1974, 30:227 ~ 56地址,欢迎与之联系。[3] Crowe J H, Crowe L M. Preservation of membranes in an-电话013086308355联系人汪洋hydrobiotic organisms: the role of trehalose. 1984, 223: