【AVT】常用于生物藥品的海藻糖的來源與基本性質
本期AVT小編給大家分享一下常用于生物藥品的海藻糖的來源與基本性質，感興趣的小伙伴快來了解一下吧！
1.海藻糖結構與性質
海藻糖是是一種穩定的非還原性雙糖，由兩個葡萄糖分子以α，α，1，1-糖苷鍵構成，海藻糖最初是從黑麥的麥角菌中提取的，隨后發現它在自然界的動植物和微生物中廣泛存在。海藻糖是白色晶體，一分子海藻糖含有兩分子結晶水，能溶于水、冰醋酸和熱乙醇，不溶于乙醚、丙酮。當加熱至130℃時，海藻糖失去結晶水變成無水晶體。海藻糖的基本性質見下表。
海藻糖是一種儲存性碳水化合物，在高溫、高寒、高滲透壓及干燥失水等惡劣環境條件下能穩定細胞膜和蛋白質的結構，有效地保護細胞膜和蛋白質分子不變性失活，從而維持生命體的生命過程和生物特征[3]。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖類，均不具備這一功能。這一獨特的功能特性，使得海藻糖除了可以作為蛋白質藥物、酶、疫苗和其他生物制品的優良活性保護劑以外，還是保持細胞活性、保濕類化妝品的重要成分，更可作為防止食品劣化、保持食品新鮮風味、提升食品品質的獨特食品配料，大大拓展了海藻糖作為天然食用甜味糖的功能。
2.海藻糖的來源
海藻糖廣泛存在于低等蕨類植物、藻類、細菌、真菌、酵母、昆蟲及無脊椎動物中，特別是在酵母、霉菌等真菌中，含量可高達生物體干重的20%以上。
海藻糖的生產技術經過了大量的研究，其制備方法包括化學合成法、微生物提取法、微生物發酵法、酶合成法、基因工程法�，F將其制備方法進行匯總，詳見下表。
1.海藻糖結構與性質
海藻糖是是一種穩定的非還原性雙糖，由兩個葡萄糖分子以α，α，1，1-糖苷鍵構成，海藻糖最初是從黑麥的麥角菌中提取的，隨后發現它在自然界的動植物和微生物中廣泛存在。海藻糖是白色晶體，一分子海藻糖含有兩分子結晶水，能溶于水、冰醋酸和熱乙醇，不溶于乙醚、丙酮。當加熱至130℃時，海藻糖失去結晶水變成無水晶體。海藻糖的基本性質見下表。
海藻糖的基本性質
| 項目 | 數據 | |||||||||
| 融點 | 含2H2O結晶 | 97℃ | ||||||||
| 無水結晶 | 210.5℃ | |||||||||
| 融解熱 | 含2H2O結晶 | 57.8kJ/mol | ||||||||
| 無水結晶 | 57.8kJ/mol | |||||||||
| 甜度 | 為蔗糖甜度的45% | |||||||||
| 吸濕性 | 含2H2O結晶 | 在RH90%以下沒有吸濕性 | ||||||||
| 無水結晶 | 在RH30%以上有吸濕性，轉變為二水結晶 | |||||||||
| 溶解度 | 溫度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| 溶解度g(100g)-1 | 55.3 | 68.9 | 86.3 | 109.1 | 140.1 | 184.1 | 251.4 | 365.9 | 602.9 | |
| 飽和濃度/% | 35.6 | 40.8 | 46.3 | 52.2 | 58.3 | 64.8 | 71.5 | 78.5 | 85.8 | |
| 滲透壓 | 濃度%（質量分數） | 5 | 10 | 20 | 30 | |||||
| 滲透壓mOsm/kg | 193 | 298 | 690 | 1229 | ||||||
| 穩定性 | pH | pH3.5~10,100℃，24h，99%殘存 | ||||||||
| 水溶液 | 120℃，90min，不褐變 | |||||||||
| 含氨基酸水溶液 | 沸水中，90min，不褐變 | |||||||||
| 含蛋白質水溶液 | 沸水中，90min，不褐變 | |||||||||
海藻糖是一種儲存性碳水化合物，在高溫、高寒、高滲透壓及干燥失水等惡劣環境條件下能穩定細胞膜和蛋白質的結構，有效地保護細胞膜和蛋白質分子不變性失活，從而維持生命體的生命過程和生物特征[3]。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖類，均不具備這一功能。這一獨特的功能特性，使得海藻糖除了可以作為蛋白質藥物、酶、疫苗和其他生物制品的優良活性保護劑以外，還是保持細胞活性、保濕類化妝品的重要成分，更可作為防止食品劣化、保持食品新鮮風味、提升食品品質的獨特食品配料，大大拓展了海藻糖作為天然食用甜味糖的功能。
2.海藻糖的來源
海藻糖廣泛存在于低等蕨類植物、藻類、細菌、真菌、酵母、昆蟲及無脊椎動物中，特別是在酵母、霉菌等真菌中，含量可高達生物體干重的20%以上。
海藻糖的生產技術經過了大量的研究，其制備方法包括化學合成法、微生物提取法、微生物發酵法、酶合成法、基因工程法�，F將其制備方法進行匯總，詳見下表。
海藻糖的制備方法
| 制備方法 | 方法概述 |
| 化學合成法 | 2,3,4,6 -四乙酰基葡糖和3,4,6-三乙酰-1,2-脫水-D-葡糖之間產生環氧乙烷加成生成。 該法制備海藻糖的缺點是產率低、分離困難，目前還處于研究階 |
| 微生物提取法 | 以酵母、乳酸菌、霉菌及其它含海藻糖的微生物為提取源，首先通過改變微生物的生長條件，使其體內積累更多的海藻糖，然后采用適當的方法將海藻糖提取出來。 微生物提取法生產海藻糖生產周期長，提取率低，成本高，很難實現大規模工業化生產。 |
| 微生物發酵法 | 通過微生物發酵生產海藻糖，再從發酵液中提取純化。其關鍵是通過誘變、細胞融合及基因重組等方法選育高產海藻糖的菌株。 日本味之素公司[6]，利用氨基酸生產菌體外培養大量生產海藻糖，已實現工業化生產。該法轉化率低，副產物多。 |
| 酶合成法 | 以葡萄糖為底物。 UDP-葡糖+ 6-磷酸葡糖海藻糖-6-磷酸合酶6-磷酸海藻糖海藻糖-6-磷酸酯酶海藻糖。 海藻糖-6-磷酸合酶對底物專一性較強，且需要高能量的UDP-葡糖作為底物 ，因此這一途徑不適于工業化生產。 |
| 以麥芽糖為底物。 麥芽糖+Pi麥芽糖磷酸化酶 葡萄糖+葡糖-1-磷酸海藻糖磷酸化酶 海藻糖+Pi。 由于此法也存在消耗高能，且磷酸化酶不穩定等問題，因而也難以實現工業化生產。 |
|
| 以淀粉為底物。利用低聚麥芽糖基海藻糖合酶和低聚麥芽糖基海藻糖水解酶的協同作用，將一定鏈長的直鏈淀粉轉化為海藻糖，轉化率可達80%以上。 | |
| 基因工程法 | 將海藻糖合成酶的基因導入植物或微生物，可利用工程微生物或轉基因植物生產海藻糖。 |
海藻糖常被用于生物藥品的制備過程中，是一款優質的生物制品凍干保護劑，它的基本性質與來源先介紹到這里，我們下期再會！
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