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中國傳媒聯盟 訊:摘要:巖藻糖又稱6-脫氧-半乳糖是一種稀有的六碳單糖。在自然界中中D-型和L-型兩種形式存在。其中L-巖藻糖作為一種重要的基礎糖,在很多領域發揮著重要作用。 巖藻糖是一種廣泛存在的天然糖,亦稱6-脫氧-半乳糖,半乳甲基糖等,有兩種異構體,分別是6-脫氧-D-半乳糖,6-脫氧-L-半乳糖。巖藻糖屬于一種稀有糖,在許多不同來源的天然產物中均可發現巖藻糖。巖藻糖出現在多種人乳低聚糖、海膽卵和蛙卵中。L-巖藻糖存在于來自植物的多糖中,如海藻,黃芪膠,馬鈴薯,獼猴桃,大豆,翼豆各變種、卡諾拉油菜等。人類或動物糖蛋白的N-和O-糖基鏈兩者均可以含有結合在碳水化合物鏈末端的L-巖藻糖。此外,來自各種細菌、真菌和微藻類的胞外多糖也含有L-巖藻糖。 由于L-巖藻糖在很多領域發揮著重要作用,如增強免疫力,抗感染,維持腸道有益微生物的平衡,作為營養補充劑,用于皮膚保濕和延緩皮膚老化等,因此近年來,對L-巖藻糖的關注度越來越高。 L-巖藻糖一般的合成一般有三種方法[1]:一是酶和微生物輔助的方法;二是從天然來源生產巖藻糖,從天然產物分離出包含巖藻糖的寡糖,使該寡糖水解產生包含巖藻糖以及相關糖類或其衍生物的復雜混合物,再從混合物中回收巖藻糖,通常需要成熟的分離技術,如離交、層析、透析、分步結晶等方法[2]。三是化學合成巖藻糖,是指以L-半乳糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖、D-甘露糖和L-鼠李糖等單糖為底物,進行化學改性,制得L-巖藻糖。化學改性過程包括還原、酸性水解、差向異構等[3]。 目前,國外對L-巖藻糖的制備工藝的研究已取得一定的成果,2011年丹麥格禮卡姆股份有限公司申請了專利《用于巖藻糖結晶的方法》,同年,該公司又申請了專利《L-巖藻糖的制造方法》。國內對L-巖藻糖的研究還較比較少,李平平[4]以L-半乳糖為原料,對L-半乳糖的C-6碳進行脫氧得到了L-巖藻糖。總體來說目前對L-巖藻糖的研究主要停留在用法學方法合成L-巖藻糖上,而利用酶活微生物輔助,以及從天然來源中生產巖藻糖的相關報道仍然較少。 1 理化特性 巖藻糖,分子式為:C6H12O5,分子量為164.16,是六碳糖的一種,比一般六碳糖在第六個碳原子上少一個羥基,也可以看做是一種甲基戊糖。分子結構式見圖1。親水性比其他單糖弱,而疏水性強一些。可溶于水,難溶于乙醇,輕微甜,低熱值。熔點154℃。耐熱、耐酸、耐儲存。一般可通過通過結晶法制得高純度的巖藻糖晶體,晶體為無色針狀晶型。L-巖藻糖為醛糖,具有還原性,能夠與斐林試劑以及班氏試劑在水浴加熱條件下產生磚紅色沉淀,遇到強氧化劑不穩定。 由于L-巖藻糖特殊的化學結構,在哺乳動物細胞中,L-巖藻糖屬于N-和O-鏈接的糖復合物的一種共同組分[5],通產位于被修飾的糖基片段的末端。末端修飾的巖藻糖賦予糖復合物重要的生物功能特征。 ![]() 圖1 巖藻糖的化學結構式:吡喃式(左)和醛式(右) 2 生理功能 2.1 維持腸道內微生物平衡 Pickard等人的研究表明[6],L-巖藻糖可以保持腸道內有益菌的平衡。L-巖藻糖不能被腸道腸壁細胞利用,但是可以作為腸道內有益菌群的能量來源,從而增殖腸道內的有益菌群。Pickard的研究小組,以小鼠為研究對象,當小鼠生病時,通常會減少攝食來保存能量以及剝奪病原體的影響,但是這會傷害腸道內的有益菌。如果小鼠腸道內存在L-巖藻糖,則不會影響腸道內的有益菌,并且生病的小鼠康復的更快。 L-巖藻糖通過調節腸道內微生物的平衡,還可達到調整腸道功能的效果,防止便秘、腹瀉等疾病。 2.2 調節血脂、膽固醇 許多研究指出,心血管疾病的發生往往與血清中甘油三酯以及膽固醇的含量偏高有關。而通過飲食調理可有效地降低血脂及膽固醇,維持在較正常的水平L-巖藻糖能夠很好的降低血清中血脂、膽固醇的含量,患者易于接受,推測機理可能與L-巖藻糖能夠阻吸脂肪、膽固醇等有關[7,8],L-巖藻糖能夠束縛膽汁酸,并阻止膽汁酸的吸收,加速膽汁酸隨糞便排出體外,從而促進膽固醇像膽汁酸的轉變,降低膽固醇水平。持續使用L-巖藻糖,還可以保護肝臟,預防脂肪肝、動脈粥樣硬化等疾病,體重也呈下降趨勢。 2.3 抗感染、炎癥,增強免疫力 L-巖藻糖具有免疫增強因子的功能,一方面L-巖藻糖可以通過對腸道微生物的調整,增強腸道機能,使機體快速從疾病中恢復,另一方面,L-巖藻糖還可以與病毒、細菌、毒素等結合,防止其感染細胞,增強機體免疫力。經常使用L-巖藻糖,可以改善一系列免疫力低下導致病癥,如體質虛弱、營養不良、疲乏無力、睡眠障礙、食欲降低等。另外,L-巖藻糖還可以預防和治療某些呼吸道感染疾病,如扁桃體炎、支氣管炎等。 2.4 營養補充 L-巖藻糖是是人母乳中單糖之一,是理想的膳食補充劑和嬰兒食品的營養補充劑。L-巖藻糖也是生物體中不可缺少的單糖,可與蛋白質形成各種糖復合物,這些糖復合物一般具有特殊的生物功能,如細胞表面糖基片段巖藻糖基化程度降低,會導致白細胞粘附缺乏[9],骨骼異常與智力缺陷也可能與巖藻糖基化程度低有關[10]。因此,適當補充巖藻糖,可保障人體對巖藻糖的正常需要。 2.5 皮膚保濕及延緩皮膚衰老 L-巖藻糖本身具有一定的保濕性,可用于皮膚保濕。另外L-巖藻糖開可以保護皮膚以及延緩皮膚衰老。L-巖藻糖可刺激纖維母細胞增生,防止輻射、紫外線等對纖維母細胞造成的傷害,并降低皮膚中蛋白水解酶MMP-2與MMP-9的活性,進而減少皮膚損傷。適量在皮膚上涂抹L-巖藻糖,可以增加皮膚表皮層、真皮層與皮膚總厚度,加速皮膚組織的新生,較少皺紋,增強皮膚彈性,從而延遲皮膚衰老。 3 L-巖藻糖的應用 近年來,人們一直致力于尋找減糖減甜,同時又能夠滿足人體營養與健康需求的配方,L-巖藻糖甜度低,熱值低,且具有一系列對人體有益的生理功能,正可以滿足上述要求,而且使用方便,還有優越的耐酸、耐熱性,L-巖藻糖在食品領域可有廣泛的應用。 3.1 在乳品、飲料中的應用 L-巖藻糖可以替代蔗糖直接添加在飲料、乳品中,而且低甜度的特性,又可以保持食物的原有風味不受影響,從而可以應用到需要減糖減甜同時又強化營養的飲料、乳品中。L-巖藻糖添加到冰淇淋、奶酪等脂肪含量高的食品中,還可以減輕代謝脂肪時造成的膽固醇等上升的風險。近年來,發酵乳和乳酸飲料消費量遞增,在這些飲料中添加適量的L-巖藻糖,可使有益菌的生物機能得到充分發揮。 3.2 在豆制品中應用 豆類制品在我國歷史悠久,是我國人民攝取蛋白質的主要來源,也是植物蛋白食品的重要原料。從傳統的豆腐、豆漿到現代休閑的豆乳、豆粉等,均被用于滿足人滿營養需求,保持膳食平衡,收到廣大消費者的青睞。在豆制品中添加L-巖藻糖,可帶動豆制品產品升級,賦予豆制品更多的功效,如賦予豆制品調整腸道菌群平衡的功能,滿足人體對L-巖藻糖的需求,提高免疫因子含量,降低膽固醇、血脂等。 3.3 在保健食品中應用 連續使用L-巖藻糖,可以降低血清中甘油三酯以及膽固醇的含量,因此L-巖藻糖可添加在保健品中,用于控制高血脂、高膽固醇人群的血脂、膽固醇水平,預防心腦血管疾病。L-巖藻糖對提高免疫力的優越性,也可以使其添加在保健品中,提高特殊人群(如老年人、兒童)的免疫力,減少感染疾病的概率,同時還可以改善睡眠,改善營養不良,食欲不振等癥狀。 3.4 在嬰幼兒食品中應用 L-巖藻糖是是人母乳中單糖之一,是理想的膳食補充劑和嬰兒食品的營養補充劑。L-巖藻糖可緩解嬰兒斷乳后的厭食、腹瀉、營養吸收效率降低等癥狀,幫助斷乳嬰兒健康渡過斷乳適應期。 3.5 在化妝品中的應用 L-巖藻糖對皮膚的保護作用,使得L-巖藻糖在化妝品行業中具有廣泛的應用前景: L-巖藻糖具有保濕性,應用于補水產品中,可提高補水產品對皮膚的保濕性;L-巖藻糖對皮膚中纖維母細胞的保護作用,使其能夠應用在各種防輻射、防曬化妝品中,保護皮膚不受各種輻射、陽光照射損傷;L-巖藻糖還可以加速皮膚組織的新生,增強皮膚彈性,較少皺紋,從而可以應用在各種抗皺抗衰老化妝品中。 4 市場前景 目前,對L-巖藻糖的應用還停留在醫藥領域,食品行業及其他行業對L-巖藻糖的應用還較少,但是L-巖藻糖優越生理特性和應用價值,使其市場潛力非常大。多年來L-巖藻糖一直應用于制藥領域,市場上的L-巖藻糖多為醫藥級,近期西寶生物推出了純度96%以上的食品級和化妝品級L-巖藻糖結晶產品。相信經過推廣,L-巖藻糖的應用價值能夠為國內較多食品企業所接受。 另外,從目前世界上存在幾大熱點來看,(減糖減甜,營養健康配方的風靡;心腦血管疾病的頻發,使得對這類疾病的預防稱為趨勢;特殊人群的營養強化與膳食補充等),L-巖藻糖在這幾方面的應用價值一旦受到消費者認可,將會產生巨大的消費利潤,因此L-巖藻糖市場前景看好。 參考文獻 [1] Vanhooren P T, Vandamme E J, A novel fermentation process for the synthesis of the unusual deoxysugar, L-fucose. J Chem Technol Biotechnol 1999,74, 479-497. [2] Saari P, Method for crystallization of fucose. J. Liquid Chrom. Rel. Tech. 2009,2050,32-34. [3] Jan H, Dmitry Y, Interconversion of Lactose to Lactulose in Alkaline Envionment: Comparison of Different Catalysis Concepts. Top Catal,2013,56,839-845. [4] 李平平。L-巖藻糖及其衍生物的合成與優化。碩士論文2014.5 。 [5] Biol M C, Martin A., Richard M, Louisot P. Developmental changes in intestinal glycosyl-transferase activities. Pediatr.Res.1987,22, 250-256. [6] Pickard J M, Maurice C F, Kinnebrew M A, Abt M C, Schenten D, Golovkina T V, Bogatyrev S R, Ismagilov R F, Pamer E G, Turnbaugh P J, Chervonsky A V. Rapid fucosylation of intestinal epithelium sustains host-commensal symbiosis in sickness. Nature.,2014,30,514(7524):638-41. [7]李德遠 徐站 黃利民 海帶巖藻糖膠對大鼠飲食性高血脂癥的影響。食品科學 2001, 22,92-95。 [8] 李德遠 徐站 張聲華 海帶巖藻糖膠對小鼠高膽固醇血癥防治作用。食品科學,1999,20(1),45-46。 [9] Lanier L L, Engleman E G, Gatenby P. Correction of leukocyte adhesion deficiency typeⅡwith oral fucose. Immunol. Rev. 1983,74,143-146. [10] Kansas, G S, Wood, G S, Fishwild, D M. The gene defective in leukocyte adhesion deficiency Ⅱencodes a putative GDP-fucose transporter, J Immunol. 1985,134:1997. 中國傳媒聯盟 糾錯QQ/微信:2230587892 (責任編輯:海諾) |