长年生活在沙漠地带的一些昆虫和植物，在中午５００Ｃ的气温下几乎被干燥脱水，处在生理学上的假死状态。但一经降雨等水分补充，数小时后就能复活。１９８５年，英国剑桥大学的学者研究表明，这种复活现象原因是，这些生物体内存在着高浓度的海藻糖。此外，一些蛙类等生物能在严寒条件下生存下来，其重要的原因也在于海藻糖对细胞的保护作用。
在近些年淀粉糖研究中，一些新型的与生命现象有着神奇关联的海藻糖，引起了人们的浓厚兴趣。由于海藻糖具有许多特殊功能，在食品、医药等许多领域有着极为良好的应用前景。各国纷纷投入大量的人力和物力对其生产技术和应用开发进行研究。日本等国率先以淀粉为原料，通过酶法反应成功进行了海藻糖的工业化生产，为其进一步应用奠定了良好的基础。
一、“生命之糖”——海藻糖
海藻糖是一种非还原性双糖，由两个葡萄糖分子通过α，α－１，１糖苷键结合而成。海藻糖有三种异构体，分别是海藻糖、异海藻糖和新海藻糖，但天然存在的是海藻糖。海藻糖最早是从黑麦的麦角菌中提取，随后又在许多动植物和微生物中发现。由于从海藻之中也能获得该糖，所以一般称其为海藻糖。
海藻糖最奇特的功能是其生物学特性。在许多生物体内，海藻糖不仅以游离糖形式存在，而且还作为各种糖脂的组成部分。近来的研究表明，许多物种在不良环境（如干旱、高温、冷冻等）条件下，都可以通过调节体内合成海藻糖来抵抗外界的影响。海藻糖是一种对环境变化形成的应激状态具有高抗性的物质，也是生物体内的一种典型的应激代谢物。在各种恶劣环境下，还依然可以对物种的生物膜、蛋白质和核酸等生物大分子发挥良好的保护作用。最新的研究表明，外源性的海藻糖同样具有对生物体和生物大分子的良好的非特异性的保护作用。由于海藻糖对生命保护的深刻意义，因此有人把海藻糖称为“生命之糖”。
关于海藻糖对生物体的保护作用的原因，一般认为是海藻糖在生物体内束缚了水分子的运动，并与膜脂质共同拥有结合水或者直接代替了膜结合水，从而有效防止了生物体中膜蛋白的变性。目前，有两种假说来说明其作用机制：一种称为“水代替”假说，当生物大分子失去了维持其结构和功能的结构水膜时，海藻糖能在生物分子的失水部位以氢键形式相连接，及时形成一层新的保护膜，以代替原先失去的结构水膜；另一种称为“玻璃态”假说，这种假说认为，通过海藻糖玻璃化转变的趋势，在生物体内形成了无定型的连续相，其结构与玻璃状的冰相似，结构中的分子运动和分子变性反应变得非常微弱。目前这两种假说还不能完全解释所有新发现的实验现象。但随着分子生物学的进一步研究，人们对海藻糖的作用机制将会有更深的了解。
二、海藻糖的理化性质
１、稳定性
海藻糖与蔗糖属同分异构体，但由于它不具有还原性，因此对热和酸都具有非常好的稳定性。在加热过程中不易与氨基酸和蛋白质发生美拉德反应。在ＰＨ值为３．５－１０．０范围的溶液中，保持１０００Ｃ、２４小时，分解率仅为１％。海藻糖几乎不能被一般的酶所分解，只能被特异性的海藻糖酶分解。
２、吸水性
无水结晶海藻糖具有很强的吸水性，如遇含水物质，能有效地吸收该物质中的水分子，自身成为含水结晶海藻糖。因此，无水结晶海藻糖是一种理想的热敏性物质的脱水剂。
３、抗腐蚀性
海藻糖不易生成不溶性的葡聚糖，而且能抑制由砂糖产生的不溶性葡聚糖的附着。因此，海藻糖不易被口腔中引起龋齿的变异链球菌所利用。
三、 海藻糖的生产方法
从２０世纪９０年代起，人们对海藻糖的功效就有了较为透彻的认识，对海藻糖的制取方法进行了大量的研究，主要包括以下几种方法：
１、微生物提取法
由于海藻糖在酵母中的含量较高，一些酵母和真菌中均含有海藻糖，可以在一定温度下用乙醇等有机溶剂进行提取，经精制，可得到纯度较高的海藻糖。此方法的缺点是成本较高，不能用于大规模的工业化生产，仅可用于化学试剂的生产。
２、微生物发酵法
通过微生物发酵生产海藻糖，再由发酵液中提取纯化。此方法的关键是通过诱变、细胞融合以及基因重组等手段选育生产海藻糖的高产菌。
３、基因重组法
将合成海藻糖的基因导入到普通植物中，使植物在生长过程中积累海藻糖。但由于植物中的含量较低，因此提取的成本还是较高。
４、淀粉酶法转化
１９９５年，日本林原生化研究所采用两种新型酶制剂，即低聚麦芽糖基海藻糖生产成酶与低聚麦芽糖基海藻糖水解酶，通过协同反应，由淀粉通过酶法直接制备了海藻糖，为海藻糖的工业化生产奠定了基础。该公司生产的海藻糖现已获得美国ＦＤＡ的认可，年产数万吨，目前是世界上最大得生产商之一。
淀粉酶法生产海藻糖的工艺路线可简单概括如下：
淀粉－－调浆－－高温喷射液化－－多酶协同糖化－－脱色－－分离－－真空浓缩－－结晶－－分离－－成品
四、海藻糖的相关应用
海藻糖原来成本极为昂贵，１９９５年以前，其价格为每公斤２００－－３００美元。自从由淀粉通过酶法直接制备了海藻糖后，价格已降低到每公斤２－－３美元，仅为原来的１／１００，使其在食品工业中的规模应用成为可能。海藻糖的应用可根据其性质和功能来加以考虑：
１、可作为优良的食品防腐剂和抗变性剂
由于常用的防腐技术和工艺容易产生蛋白质变性问题，且化学防腐剂又有一定的毒性，普通的蔗糖虽然也有保护作用，但其甜度较高，而海藻糖恰好能弥补这些技术缺陷。根据有关报道，在鸡蛋中添加３％的海藻糖，４５０Ｃ下干燥成粉末，复水后的产品与鲜鸡蛋相差无几；在大米加工过程中加入２％的海藻糖，可使米质保持数年不变；添加海藻糖制成的奶粉，经水化还原成鲜奶，感官品质和营养物质基本保持不变，这样既可减少运输体积，又可省去冷藏设备，大大降低了成本。在乳制品、肉类、水果等商品中使用，可普遍延长这些产品的货架寿命，并且使食品保持了良好的感官品质。
２、可作为优良的脱水剂，防止粉末食品黏结
由于海藻糖具有很强的吸水性，在淀粉类食品中添加海藻糖可明显抑制淀粉的老化，延长产品的货架期。海藻糖作为高稳定、低甜度、抗龋齿的天然食品添加剂，可广泛应用于各种糖果、糕点、饮料及调味品中。研究表明，海藻糖还具有防止人体骨质疏松，促进人体双歧杆菌增殖以及清除体内自由基等功能。因此，海藻糖可广泛用于各种保健食品中。
３、可用于保存各种疫苗、抗体、酶、病毒等生物活性物质
海藻糖在医药上的用途也很广泛。由于无须冷冻保藏，可节省巨额的冷藏保藏费用。此外，海藻糖还可用于制备保护皮肤免受日晒、冷冻以及干燥伤害的化妆品。
五、 海藻糖开发应用的前景展望
２０世纪９０年代后，随着海藻糖的生物学特性引起了人们的密切关注，国内许多科研单位，如中科院微生物研究所、江南大学、江苏省微生物研究所以及广西科学院等也进行了研究。近年来，我国科研人员终于取得了用生物工程酶法转化淀粉生产海藻糖的技术成果，目前正在进行技术成果的产业化，我国也将成为继日本之后又一个用酶法转化淀粉实现工业化生产海藻糖的国家。
海藻糖是一种天然糖类，也是一种有着许多重要功能的新型淀粉糖。海藻糖在食品、医药、化妆品等领域具有极为广泛的用途。目前国际市场对海藻糖的需求量很大，估计年需求量达２０万吨以上。而目前国际市场上海藻糖的生产能力只有１０万吨左右。国内过去所用的海藻糖基本都是从日本进口，用酶法生产海藻糖产品代替进口产品必将又很大的市场空间。
由于国内现有的淀粉糖生产设备和工艺稍加改造就可用于海藻糖的生产，因此，加快对海藻糖工业化生产的核心技术研究和应用开发，必将推动我国淀粉糖行业产品的结构调整和质量提升，同时也给我国食品工业及相关行业新产品的开发带来新的机遇。■
