异麦芽酮糖醇的生理活性及生物合成研究进展

异麦芽酮糖(又称“帕拉金糖”)是由1分子葡萄糖和1分子果糖以α-1,6糖苷键连接形成的还原型二糖,将异麦芽酮糖氢化还原后可以制得异麦芽酮糖醇(又称“帕拉金糖醇”),是国际上新兴的功能性食用糖醇。异麦芽酮糖醇是1种包含2种立体异构体即α-D-吡喃葡萄糖基-(1,6)-D-山梨醇(GPS)和α-D-吡喃葡萄糖基-(1,1)-D-甘露醇二水合物(GPM)的白色晶状混合物。根据GPS和GPM比例的不同,主要有ISOMALT ST、ISOMALT GS、ISOMALT DC和ISOMALT LM 4种不同的产品。异麦芽酮糖醇是迄今为止唯一完全由蔗糖衍生获得的二元糖醇,其口感近似于蔗糖,甜度约为蔗糖的45%,热值为蔗糖的50%,具有化学性质稳定、不致龋齿、摄取后不会导致血糖和胰岛素水平波动等优点,可以作为蔗糖的健康替代品。对异麦芽酮糖醇的生理功能、工业制造及应用现状进行了梳理,系统介绍了异麦芽酮糖醇的制造工艺路线(生物催化法和加氢还原技术),并重点介绍了异麦芽酮糖醇生物合成过程的关键酶——蔗糖异构酶的结构、催化机理和分子改造等方面的研究进展,以期为相关研究工作的开展和工业化生产提供指导。     

异麦芽酮糖的功能与应用

异麦芽酮糖（isomaltulose，6-O—α—D吡喃葡萄糖基-D-果糖）亦称帕拉金糖、异构蔗糖，是一种天然的、新型的功能性糖，也是目唯一没有用量限定的甜味剂。     

理想的蔗糖替代物异麦芽酮糖醇

异麦芽酮糖醇 (Ｉｓｏｍａｌｔ)是近年来国际上 (欧洲、美国、日本 )新兴的功能性食用糖醇 ,可作为蔗糖替代物。它由双糖醇 (多元醇 )组成 ,味道像糖一样自然 ,且具有糖的一些感官特性、生理学及理化性质 ,因此 ,在糖果、焙烤制品、医药和其他应用领域均有广泛用途。异麦芽酮糖醇实际上是一种商业名称 ,其构成是等分子的葡萄糖甘露醇和葡萄糖山梨醇苷的混合物。它是用异麦芽酮糖 ,即帕拉金糖为原料 ,经氢化而制得。异麦芽酮糖是以蔗糖为原料 ,用酶法转化制取 ,所以异麦芽酮糖醇的起始原料不是淀粉而是蔗糖。其甜度为蔗糖的 50 %～ 6 0 % ,且…     

发酵过程酵母对麦汁糖的吸收和代谢

麦汁中含有五种可发酵性糖葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖.在大多数麦汁中,麦芽糖的浓度最高,其次是麦芽三糖和葡萄糖.酵母对以上糖的吸收按一定顺序,葡萄糖抑制了麦芽三糖的吸收,酵母吸收葡萄糖不需要消耗其代谢的能量,而对麦芽糖和麦芽三糖的吸收需要能量(活性传递).各种糖的浓度和它们相关的比例会影响到酵母对总体麦汁的发酵速率和程度.Ale啤酒酵母菌株和Lager酵母菌株对麦汁糖的吸收各有不同的特性.例如,与Lager酵母菌株相比,Ale啤酒酵母菌株很少能利用麦芽三糖.此外,麦汁中葡萄糖和麦芽三糖的浓度会影响到啤酒的风味.特别是,用提高了葡萄糖浓度的麦汁酿造的啤酒其所含的酯浓度会升高(特别是乙酸乙酯和乙酸异戊酯).而用含高浓度麦芽糖的麦汁所酿造的啤酒,其酯的浓度大大减少了.高浓酿造(＞16°P)容易发生此现象.     

小分子糖及糖醇体外抑制α-葡萄糖苷酶活性的影响

研究了D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、棉籽糖、水苏糖、赤藓糖醇、异麦芽酮糖醇、山梨糖醇、木糖醇以及麦芽糖醇等小分子糖及糖醇对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,以期为降糖营养食品的开发提供参考。通过高效液相色谱法,确定α-葡萄糖苷酶对糖及糖醇的分解作用,进一步检测各种糖及糖醇在蔗糖底物存在下对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,将抑制效果较好的糖及糖醇进行复配,利用Calcusyn软件计算复配结果,观察样品的相互作用。D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤藓糖醇、异麦芽酮糖醇、山梨糖醇均能抑制α-葡萄糖苷酶的活性,且D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤藓糖醇、异麦芽酮糖醇以及山梨糖醇的IC50值分别为23.89 mg/mL、15.03 mg/mL、9.75 mg/mL、3.19 mg/mL、20.64 mg/mL、106.19 mg/mL。赤藓糖醇分别与海藻糖、异麦芽酮糖醇复配后对α-葡萄糖苷酶的抑制作用明显增强(联合指数CI1),表现出协同效应。结论:赤藓糖醇与海藻糖或异麦芽酮糖醇复配后(CI1)有助于增强对α-葡萄糖苷酶的抑制作用。     

高效阴离子交换色谱-脉冲安培法检测低聚异麦芽糖

建立了高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法定量分析低聚异麦芽糖的方法。采用CarboPakTM PA10色谱柱,配合安培检测器,以NaOH及醋酸钠为洗脱剂。采用此方法不仅一次性实现了低聚异麦芽糖常规组分中葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、异麦芽糖、异麦芽三糖,潘糖的有效分离,也实现了异麦芽四糖、异麦芽五糖、异麦芽六糖、异麦芽七糖、海藻糖、麦芽酮糖、曲二糖、黑曲霉糖高聚合度糖及二糖同分异构体间的分离及检测。以不同浓度的标准糖混合溶液建立了校正曲线,此方法中,各组分在0.032～25.975 mg/L间具有良好的线性关系,各物质的检测限和定量限分别在0.008～0.022 mg/L和0.027～0.073 mg/L,样品加标回收率为82.02%～116.37%。     

蔗糖异构酶突变菌株的构建及其应用研究

蔗糖异构酶是糖苷水解酶13家族的重要成员,可以异构化蔗糖生成异麦芽酮糖和海藻酮糖,同时水解生成少量的葡萄糖和果糖。通过定点突变法对土壤发散菌来源的蔗糖异构酶基因进行定点突变,在大肠杆菌中实现异源表达,获得3例突变菌株R-M1(Q299E),R-M2(Q299D),R-M3(Q299N)。R-M1转化蔗糖的产物当中,异麦芽酮糖的比例从90.28%升至93.16%,海藻酮糖比例从3.09%降低到1.79%。对突变菌株R-M1游离细胞转化蔗糖底物的条件进行了优化,确定了最适转化条件为:30℃条件下,投入浓度为8×109cfu/m L的细胞到蔗糖浓度为50%的10 m L的磷酸柠檬酸缓冲液中,反应90 min,可实现蔗糖最大程度的转化,麦芽酮糖产物浓度达到460 mg/m L。     

高效液相色谱法测定蜂王浆中6种糖的含量

摘 要: 目的 建立高效液相色谱法测定蜂王浆中6种糖的含量。方法 样品经适量水溶解后, 加入乙酸锌、亚铁氰化钾溶液各2.5 mL,涡旋混匀, 用水定容至50 mL,8000 r/min, 4 ℃离心3 min。滤液过0.45 μm液水相膜,采用ZORBAX Carbohydrate Anlys. Col（4.6 mm×150 mm, 5 μm）色谱柱,流动相: 乙腈-水=70:30 (V:V),等度洗脱,高效液相色谱法测定。结果 本方法线性范围分别为葡萄糖1.05~3.0 g/100 mL、果糖0.84~2.4 g/100 mL、蔗糖0.05~0.56 g/100 mL、麦芽糖0.05~0.56 g/100 mL、吡喃葡糖基蔗糖0.005~0.05 g/100 mL、麦芽三糖0.05~0.56 g/100 mL,相关系数分别为葡萄糖1.0000、果糖0.9999、蔗糖0.9997、麦芽糖0.9999、吡喃葡糖基蔗糖0.9990、麦芽三糖0.9998,6种化合物的检出限为0.2 g/100 g。蜂王浆中糖的回收率为97.0%~101.0%,精密度为2.6%~9.1%。利用该方法测定15个蜂王浆样品,蜂王浆中果糖含量为3.3%~7.5%,葡萄糖含量为3.5%~8.6%,蔗糖含量为0.2%~1.9%,麦芽糖含量为0.2%~0.7%,吡喃葡糖基蔗糖含量为0.3%,麦芽三糖含量为0.2%。结论 该法前处理简单、测定快速、准确度高、灵敏度好,可作为标准方法对蜂王浆中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、吡喃葡糖基蔗糖和麦芽三糖的快速分析检测。     

烤肉中糖对杂环胺形成的影响及其作用机制研究

烤肉中添加不同种类的糖,分析糖的添加对4种杂环胺以及5种α-二羰基化合物形成的影响,通过杂环胺与α-二羰基化合物形成量的相关性分析,探讨糖对杂环胺抑制作用机制。结果表明:不同种类的糖均可显著抑制杂环胺(PhIP、IQ、MeIQ和MeIQx)的生成,且不同种类的糖对杂环胺的形成存在显著的量效关系。其中葡萄糖、果糖和蜂蜜对于各种杂环胺的抑制效果明显高于蔗糖。同时添加不同种类的糖,α-二羰基化合物(丙酮醛、乙二醛、3-脱氧葡萄糖醛酮和葡萄糖醛酮)的产生量显著增加,且均与糖量呈显著量效关系。通过相关性分析表明添加葡萄糖、果糖、蔗糖和蜂蜜时,α-二羰基化合物的形成总量与杂环胺形成总量之间呈负相关性。验证了糖对食品中杂环胺的抑制作用可能是通过热降解形成的α-二羰基化合物实现的。     

枯草芽胞杆菌重组表达的Pantoea dispersa UQ68J蔗糖异构酶制备异麦芽酮糖的研究

异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,具有多种优秀的生理功能,广泛应用于食品行业。蔗糖异构酶可以将蔗糖异构为异麦芽酮糖,与其他微生物来源的蔗糖异构酶相比,Pantoea dispersa UQ68J来源的蔗糖异构酶转化蔗糖时异麦芽酮糖产率高,副产物少。为了更好地将异麦芽酮糖应用于食品领域,该研究将P.dispersa来源的蔗糖异构酶在食品安全微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中重组表达,研究重组蔗糖异构酶的酶学性质并优化其制备异麦芽酮糖的反应条件。结果表明,重组酶的最适pH值为6.0,最适温度为30℃,在pH 5.0～8.0稳定性良好,在45℃下的半衰期为68 min。用该重组酶制备异麦芽酮糖,当蔗糖质量浓度为400 g/L,加酶量为20 U/g,在30℃、pH 6.0条件下转化10 h时,异麦芽酮糖产率可达90.61%,当蔗糖质量浓度提高到700 g/L,异麦芽酮糖产率仍可达89.20%。该研究提高了蔗糖异构酶的安全特性,实现了异麦芽酮糖的高产率,为工业生产异麦芽酮糖奠定了基础。