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壳寡糖 在食品中的添加步骤
发表于:2019-12-18 07:35
产品详细说明
品牌: 中森 CAS编号: 148411-57-8
EINECS编号: 604-631-8 别名: 壳聚寡糖
分子式: (C12H24N2O9)n 型号: 食品级
产品英文名称: Chitosan oligosaccharide 有效物质含量: 99
主要用途: 增稠剂
壳寡糖 在食品中的添加步骤

                                                   壳寡糖

壳寡糖又叫壳聚寡糖、低聚壳聚糖,是将壳聚糖 经特殊的生物酶技术(也有使用化学降解、微波降解技术的报道)降解得到的一种聚合度在2~20之间寡糖产品,分子量≤3200Da,是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。它具有壳聚糖所没有的较高溶解度,全溶于水,容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能,其作用为壳聚糖的14倍。

壳寡糖是自然界中*带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖,是动物性纤维素。壳寡糖是由来源于虾蟹壳的壳聚糖降解成的带有氨基的小分子寡糖,是聚合度2-20的糖链。

    性质


    壳寡糖是由壳聚糖解聚制成,是甲壳素 、壳聚糖产品的升级产品,具有壳聚糖不可比拟的优越性。采用先进的生物酶解法制备壳寡糖,它具有:

    分子量低、水溶性好、功能作用大、易被人体吸收、生物活性高等优势。同时具有:

    纯天然、无辐射、无污染、无添加等特点。


    消化吸收机制


    哺乳动物产生的内源性消化碳水化合物的酶(主要是唾液淀粉酶、胰淀粉酶)对碳水化合物的消化主要作用于 α-1,4 糖昔键,而对其它类型的糖昔键不能分解或分解能力较弱。 壳寡糖是由N-乙酞-D-葡萄糖胺以β-1,4 糖昔键结合而成的多糖,不能被哺乳动物胃酸和消化酶降解。但是人体中应用的壳聚糖如手术缝合线、 营养保健品及其它可吸收型医用植入材料等均是通过人体血清中所含的溶茵酶降解后被人体吸收。 由于壳寡糖水溶性大于 99%, 也有研究发现高脱乙酞度的壳寡糖对于打开细胞间连接效果最显著,可通过动物肠道上皮细胞直接被吸收,据报道被人体吸收率可达到99.88%。因此,它比几丁质 和壳聚糖具有更优越的生物活性。


    制备研究进展



    化学制备法

    降解壳聚糖的化学方法包括酸解法、氧化降解法及硼酸钠降解法等。

    酸解法:酸对壳聚糖的解聚是一种最基本和最简单的方法。 它是利用壳聚糖分子中存在众多的游离氨基能够与溶液中氢离子结合的特点,引起壳聚糖分子间与分子内部的氢键断裂,使分子结构舒展,而长链部分易发生糖昔键断裂,形成许多聚合度不等的分子片段。

    一般采用浓盐酸水解,因其产物单糖较多,而壳寡糖含量低,消耗大量盐酸,反应条件苛刻,需大量离子交换树脂,工艺烦琐,后处理麻烦,同时这一工艺易给环境带来巨大的压力,故不够理想。 而利用醋酸法制备的壳寡糖产品具有可以长期保存的优点, 特别适用于食品及化妆品寡糖的生产。此外,还可采用浓硫酸、硝酸、磷酸、*、三氧乙酸和甲酸等无机酸和有机酸降解甲壳质。

    氧化降解法:氧化降解法是近年来国内外研究比较多的壳聚糖降解方法。 其中的过氧化氢(H202)氧化降解因成本低、降解速度相对较快、产品分子量低且分布窄,无残毒、易实现工业化而倍受关注。其它氧化降解方法有紫外线辐射(UV)/H202,NaCl/H202 等。

    硼酸钠降解法:据报道此法制备过程简单,所得的壳寡糖不仅溶于水,而且在二甲乙酞胺和二甲亚矾等有机溶剂中有很好的溶解性。

    化学合成法:化学合成法可以通过精心设计基质合成特殊结构的低聚糖,这种方法的优点就是可以根据自己的需要来设计寡糖。


    物理制备法

    超声波法和微波法:此方法能够降低能耗,减少污染,节省时间和原料,具有产业化前景和广泛的市场潜力。

    γ射线照射下辐射降解:辐射降解是在放射性射线照射下, 使壳聚糖分子产生电离或激发的物理效应,进而导致分子链断裂。

    光降解法:紫外线、可见光和红外线对壳聚糖的辐照也可以降解壳聚糖, 当辐照的波长小于360 nm 时降解反应较明显。

    酶降解法:酶降解法与其它降解方法相比,具有反应条件温和,降解过程及降解产物相对分子量分布容易控制, 制备的低聚壳聚糖生物活性高,产物不用除盐,过程容易控制,且不对环境造成污染等优势,是理想的降解方法。

    糖基转移法:糖基转移法是建立在酶反应基础上的,利用低聚合度寡糖在酶参与作用下,延长糖链成为高聚合度寡糖。

    复合降解法:单一降解法各具优势,但又存在各种问题。复合降解法的出现使低聚壳聚糖的制备进入了一个新的阶段, 它是通过对各种单一降解法优缺点分析后进行优化组合, 或引入较新的分离技术以实现工业化生产。  


    生理功能


    调节肠道微生态

    在酸性条件下,壳寡糖分子中的游离氨基质子化 ,质子化按能与细茵带正电的细胞膜作用,干扰细茵细胞膜功能,造成细茵体内细胞质流失,对真茵和微生物的生长有抑制作用。 其抗茵活性与茵种和浓度有关,且随浓度加大其抗茵活性增强,高浓度时有杀茵作用。

    甲壳低聚糖是BF的一种重要种类,它能调节动物肠道内微生物的代谢活动,改善肠道微生物区系分布,促进双歧杆茵生长繁殖,从而提高机体免疫力,使肠道内pH下降,抑制肠道有害菌生长,产生B族维生素 ,分解致癌物质,促进肠蠕动,增进蛋白质吸收。

    改善肠道组织形态

    提高动物的生产性能壳寡糖使回肠微绒毛密度增加,同时也有变细、变高的倾向。 微绒毛高度增加,密度加大,利于增大小肠的吸收面积,促进营养物质的吸收,提高饲料的利用率。

    增强免疫功能

    壳寡低聚糖的免疫增强作用目前己被许多学者证实,其抗感染作用机制有以下几种解释:壳寡糖刺激机体,促进腹膜渗出液的细胞数量增加,激活巨噬细胞 ,从而增加活性氧的生成,再通过氧化性杀茵机制产生作用;①壳寡糖对巨噬细胞的直接激活作用增加了巨噬细胞的杀伤活性;壳寡糖激活T淋巴细胞而显示杀伤活性, 且致敏 T细胞诱发迟发性超敏反应 ; 壳寡糖激活T淋巴细胞,从而促使巨噬细胞激活因子(MAF)的释放,进而激活巨噬细胞。在激活过程中,巨噬细胞直接被壳寡糖激活又能提高它对MAF的敏感性,使它进一步激活。因此认为壳寡糖的杀伤活性的产生主要是激活T淋巴细胞与巨噬细胞相互作用加强的结果。 


    壳寡糖用途


    把高分子壳聚糖通过*的微波物理法加工成水溶性低分子的壳寡糖,是继基因工程、蛋白质工程后又一个崭新的生物技术,被称为是第三代生物技术,可广泛地应用于农业、食品、化工、能源、环保、医药等领域。  

    1.农业领域

    壳寡糖改变土壤菌群, 促进有益微生物的生长,壳寡糖还可诱导植物的抗病性, 对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用,对小麦花叶病、棉花黄萎病、水稻稻瘟病、番茄晚疫病等病害具有良好的防治作用,可以开发为生物农药、生长调节剂和肥料等。

    2.日用化工领域

    壳寡糖具有明显的保湿,活化机体细胞,阻止皮肤粗糙和老化,抑制皮肤表面有害菌滋生、抑菌抗皮肤病和吸收紫外线功能等功效,可以应用在保湿、抗皱、防晒等类型的护肤品中;壳寡糖还具保持头发表面的成膜通透性,湿润易梳理,并能抗静电、防灰尘、止痒去头屑,应用于护发用品中。

    3.生物兽药领域

    利 用其抗菌作用,预防或治疗由金黄色葡萄球菌、大肠埃希杆菌、放线杆菌、突变链球菌等细菌引起的动物疾病;利用壳寡糖促进伤口愈合的功能,可用于动物外伤或 骨折的辅助治疗;因为其具有降血脂的作用,还可用于宠物肥胖症的治疗;由于羧甲基壳寡糖对铁离子、锌离子和钙离子等均有良好的络合能力,有望制成新的天然 补铁剂、补锌剂和补钙剂。

    4.饲料添加剂领域

    壳寡糖无毒、无热源、无变异,调节动物肠道内微生物代谢活动,有选择地活化、增殖有益菌生长,降低胆固醇及血脂含量,提高免疫能力和瘦肉率等作为饲料、饵料添加剂,壳寡糖对提高畜、禽、水产动物(鱼、虾、贝、参)的免疫力、抗病力及促生长等效果十分显著。壳寡糖还具有阻碍病原菌生长繁殖的功能,能促进蛋白质合成、细胞活化,从而提高畜禽生产性能。

    5.医药领域

    对人体的免疫调节、抗肿瘤、降血脂、调节血糖、改善*和心肺功能及其他多种生理功能有着重要作用。 

    6.食品领域

    乳品:作为肠道益生菌(如双岐杆菌)的活化因子,增进钙及矿物质的吸收。

    调味品:作为天然防腐产品替代苯甲酸钠等化学防腐剂。

    饮料:应用在减肥瘦身、排毒养颜、免疫调节等功能性饮料中。

    果蔬:进行涂膜保鲜,其膜层具有通透性、阻水性,同时具有抗菌防腐的功效。




    科研历程


    2007年1月,《国民经济与社会发展第十一个五年规划纲要》中“国家公众营养改善计划” 实施的第一个公众营养改善项目即国家发改委公众营养改善OLIGO项目正式启动。

    2008年1月23日,“壳寡糖与人类未来健康工程启动仪式暨新闻发布会”在北京人民大会堂召开。此次活动由中华预防医学会、中国未来研究会、中国生物工程学会糖生物工程专业委员会、中国科学院大连化学物理研究所格莱克壳寡糖研究中心、《保健时报》等联合主办。

    2012年8月18日,来自中国全国糖工程研究领域的近40位专家以及国内糖工程产品开发企业人士齐聚大连化物所,共同探讨壳寡糖工程新技术的进展和。

    2013年1月21日,用微波辐射技术把高分子壳聚糖加工成水溶性低分子的壳寡糖的技术实现突破。  


    发展


    2008年1月23日,“壳寡糖与人类未来健康工程启动仪式暨新闻发布会”在北京人民大会堂 召开。此次活动由中华预防医学会 、中国未来研究会、中国生物工程学会 糖生物工程专业委员会、中国科学院大连化学物理研究所 格莱克壳寡糖研究中心、《保健时报》等联合主办。

    糖与人类健康的关系十分密切,糖生物学是上世纪90年代初兴起的一门生命科学的前沿学科。糖生物工程是继基因工程、蛋白质工程之后,最引人注目的生物技术的新领域。寡糖在生物体中无处不在,壳寡糖是功能性寡糖,对其化学修饰可形成多种新药。  

    有关壳寡糖的研究开发课题相继被列入科技部“九五”“十五”“十一五”科技攻关计划等*重大科研项目。专家认为,这项技术,为推进壳寡糖的普及应用、并以创新的技术工艺推进生物技术向更高层面发展做出了*贡献