C102 海藻糖

C102  海藻糖

一、化学结构与理化性质

海藻糖（trehalose）是由2个葡萄糖以a，a，1，1-糖苷键构成非还原性糖，分子式分别为C12H22O11（无水型）、C12H22O11?2H2O（二水型），分子量分别为342.3（无水型）、378.3（二水型），CAS号分别为99-20-7（无水型）、6138-23-4（二水型）。

海藻糖（二水型）的化学结构

海藻糖为白色晶体，微甜。其水溶性和熔点与是否有结晶水有关，无水海藻糖和二水海藻糖的溶解度分别为43.0g和46.6g（20℃，l00ml水），无水海藻糖和二水海藻糖的熔点分别为210.5℃和97.0℃。海藻糖水溶液的甜度约为蔗糖的40%～45%，但海藻糖甜度的持续时间长于蔗糖。

二水型海藻糖的吸湿性很弱，与乳糖相似。无水型海藻糖可以快速吸收环境中的水分，直至水含量达到10.5%（即二水海藻糖的含水量）。海藻糖（二水型）在储存环境中很稳定，在pH为2～10的水溶液中也很稳定，不会发生水解。海藻糖为非还原糖，不发生美拉德反应（Maillard reaction）。另外，海藻糖对热稳定，在食品加工和储存的常规温度下不会发生焦糖化。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  海藻糖广泛存在于细菌、酵母、真菌、藻类和昆虫中。近年来发现在人肾内存在海藻糖酶，能合成海藻糖。蘑菇中含海藻糖丰富，占其干重的11%～17%。

生产制备方法  日本用节杆菌产生酶，由淀粉直接通过酶法将麦芽寡糖转化生产海藻糖。

三、分析方法

GB  GB/T 23529-2009高效液相色谱法海藻糖的测定。

其他  高效液相色谱法（HPLC）[1]。蒽酮一硫酸法测定酵母中海藻糖含量[7]。

四、生理功能及作用

应激代谢  海藻糖是一种应激代谢物，在细胞处于应激时体内可大量合成，常态下又迅速降解，对生物体和生物大分子都具有非特异性的保护作用。主要体现在当生物细胞处于饥饿、干燥、高温、低温冷冻、辐射、高渗透压及有毒试剂等各种胁迫环境时，细胞内的海藻糖含量会迅速上升，以保护多种生物大分子。如活性干酵母和蛙类等生物都能在干燥或冷冻条件下生存下来，这些现象被认为是海藻糖在冻结、干燥、高渗透压等严酷的环境下，对生物体细胞膜、膜蛋白、蛋白质结构等发挥保护功能。

提供能量及作为结构成分  海藻糖在生物体内可以作为结构成分，且为生物的代谢提供能量。

其他  可保护放射线引起的损伤。

五、安全性研究

人群资料  学者们对人群是否出现海藻糖不耐受进行了多项研究。有研究对60名健康志愿者，一夜禁食后给予含海藻糖50g的溶液400ml，未观察到受试者出现腹泻症状[2]。另有研究在早餐后l小时给予10名志愿者25g海藻糖，亦未见腹泻及其他腹部症状[3]。另一项关于海藻糖不耐受出现轻度腹泻症状的剂量研究中，餐后2-3小时一次性给予20名女学生200ml的海藻糖溶液，每次给予量由10g逐渐增加至60g，阳性对照组给予不消化的二糖（乳果糖）。观察每位受试对象摄入受试物前后的体征和胃肠症状。在最高的试验剂量下，海藻糖试验组半数的受试对象并未出现胃肠道症状，但乳果糖却在40g以上的剂量引起75%的受试对象出现腹泻。虽然海藻糖和乳果糖都能引起胀气和肠鸣等胃肠道症状，但乳果糖在同等剂量下引起的症状明显重于海藻糖，并且个体差异较大。由此得出海藻糖的轻泻剂量为0.65g/kg，而乳果糖为0.26g/kg[4]。

大部分的人体试验结果显示健康个体不会出现海藻糖不耐受的现象。

代谢情况  海藻糖在体内被海藻糖酶迅速分解为葡萄糖，海藻糖酶在小肠、肾、肝和血浆中均匀分布，也可直接被小肠吸收。未吸收的海藻糖将在大肠被肠道菌群转化为短链脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸等。

急性毒性  小鼠经口LD50>5g/kg，小鼠静脉注射LD50>1 g/kg，大鼠经口LD50>5g/kg，大鼠静脉注射LD50>lg/kg，犬经口LD50>5g/kg，犬静脉注射LD50>lg/kg[5]。

遗传毒性  Ames试验（鼠沙门氏菌TA1535、TA1537、TA98、TA100）和大肠杆菌WP2uvrA（试验剂量为每皿3l0?g、620?g、1250?g、2500?g和5000?g）、中国仓鼠卵巢细胞染色体畸变试验（试验剂量为l250μg/ml.2500μg/ml和5000μg/ml）以及微核试验（试验剂量为1250μg/kg、2500μg/kg和5000μg/kg）结果均为阴性[5]。

亚慢性毒性  给予Hanlbm NMRL小鼠含海藻糖0.5000mg/kg、15000mg/kg和50000mg/kg的饲料（相当于雄性0.760mg/kg、2 200mg/kg和7300mg/kg，雌性0.910mg/kg、2700mg/kg和9300mg/kg）13周，通过大体观察、血液学和血生化指标分析、尿分析以及病理学检查，并未发现由受试物引起的毒性反应，研究者由此得出该试验的最大无作用剂量（NOAEL）为50 000mg/kg（相当于7 300mg/kg）[5]。

慢性毒性与致癌性  未查见相关文献资料。

生殖与发育毒性  关于Wistar大鼠的两代繁殖试验，分别给予0、1.25g/kg、2.5g/kg和5g/kg的海藻糖，两代大鼠均未观察到与受试物相关的生殖和发育指标变化，该研究的NOAEL为该试验的最高剂量水平5g/kg[5]。

一项Wistar大鼠致畸试验，饲料中海藻糖剂量为0、25000mg/kg. 50000mg/kg和100000mg/kg，相当于摄入0、1.7g/kg. 3.5g/kg和6.9g/kg。所有的观察指标（包括体重、进食量、着床数、活胎和死胎数、早晚期吸收胎数、幼仔骨骼及器官畸形情况等）均未见由受试物引起的毒性反应，该研究的NOAEL为该试验的最高剂量水平6.9g/kg[5]。

一项新西兰白兔致畸试验，饲料中海藻糖剂量为0、25000mg/kg. 50000mg/kg和100000mg/kg，相当于摄入0、0.77g/kg、1.3g/kg和2.8g/kg。所有的观察指标（包括体重、进食量、着床数、活胎和死胎数、早晚期吸收胎数、幼仔骨骼及器官畸形情况等）均未见由受试物引起的毒性反应，该研究的NOAEL为该试验的最高剂量水平2. 8g/kg[5]。

其他  给予新西兰白兔10%的海藻糖溶液进行眼刺激试验，结果并未见受试动物表现出任何刺激反应[5]。

六、常见使用方法与调查/推荐摄入量

1、常见使用方法

（1）食品  海藻糖的甜度仅为蔗糖的40%～45%，可替代蔗糖添加到食品中。也可作为稳定剂、保湿剂添加于食品中。

（2）保健食品  未查见相关文献资料。

（3）其他  未查见相关文献资料。

2、调查/推荐摄入量

（1）调查摄入量  澳大利亚的调查中，人群每天摄入的海藻糖的量约为6.5～11g。美国成人海藻糖摄入量的均值约为7.2～ 7.6g/d，90百分位数为<17g/d[5-6]。

（2）推荐摄入量  未查见相关文献资料。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况  

中国  我国批准其作为新资源食品（卫食新准字（2007）第0003号）。

美国  美国FDA认为海藻糖是“通常认为是安全的（GRAS）”的产品，GRN N0.000045。

欧盟  欧盟也已批准海藻糖作为新资源食品，并于2001年10月，欧盟委员会允许海藻糖作为新资源食品在欧洲市场上销售。

澳/新  批准其为新资源食品（standard 1.5.1）。

其他  FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会（JECFA）已完成了对海藻糖的安全性评估，将海藻糖确定为“无每日允许摄入量规定“（ADI not-specified）”的物质。在中国台湾，将海藻糖视为食品原料，可以不经特殊批准而进入市场销售。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  未查见相关文献资料。

禁忌  未查见相关文献资料。

与药物相互作用  未查见相关文献资料。

其他  部分人群可能会出现腹泻等胃肠道反应。

九、小结

海藻糖是广泛存在于细菌、酵母、真菌、藻类和昆虫中的一种二糖，海藻糖可提供能量，应激代谢甜度低。JECFA通过评估认为其ADI无需特殊规定，美国FDA将其列入GRAS名单。我国、欧盟和澳/新都批准其作为添加剂或新资源食品使用。

参考文献

[1] Ranganathan TV, Kulkarni PR. A simple method for the analysis of trehalose using HPLC. Food Chemistry 2002.,77（2）: 263-265.

[2] Bolte, JP, Schonhage F, Forster E, et al. Trehalose tolerance test in malabsorption syndromes. Dtsch Med Wschr, 1973, 98:  1358-1362.

[3] Heine W, Mohr C, Munch C. Sugars as substrates for hydrogen  breath tests: Correlations with dosage, orocoeal transit time. microflora and side-effects. Padiatr Grenzgeb, 1996, 34: 481-490.

[4] Oku T, Okazaki M. Transitory laxative threshold of trehalose and lactulose in healthy women. J Nutr Sci Vitaminol, 1998, 44: 787-798.

[5] JECFA. WHO FOOD ADDITIVES SERIES 46: TREHALOSE. http ://www.inchem.org/documents/jecfa/j ecmono/v46je05.htm.

[6] Institute of European Studies. The Effect of Survey Duration on the Estimation of Food Chemical Intakes, IEFS Report No 3.1998.

[7] 谭海刚,梅英杰,现代食品科技, 2006（1）: 125-126.