海藻糖(Trehalose)的歷史與應用 – 下

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海藻糖(Trehalose)的歷史與應用 – 下
國立台灣大學師範大學生命科學系杜欣宜碩士生/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

三、海藻糖的歷史

海藻糖最早於1832年由H.A. Wiggers於黑麥的麥角水溶液中發現,將黑麥的麥角水溶液靜置一段時間後,在容器的內壁形成了無色、不具還原力及微甜的結晶,因而發現了海藻糖。1858年Mitscherlich由菇類中分離出海藻糖,並將它命名為「mycose」。同年,Berthelot由來自中東的一種昆蟲在樹葉上分泌的類似繭的殼 (cocoon-like shell),其乾燥後被當作甜味劑(這分泌物被稱作trehala manna),Berthelot從中萃取出一種醣類,將它命名為trehalique glucose或「trehalose」。

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圖一、海藻糖 (α,α-1,1-trehalose) 結構圖

四、海藻糖的應用

由於海藻糖的特殊性質及作用機制,因此可廣泛應用在食品加工、醫藥、生化製品、化妝品產業中。例如海藻糖可應用在保存酵素、保護哺乳動物的細胞及維持室溫下疫苗保存的穩定,避免在冷凍乾燥的過程中受損,臨床上對於移植器官的保存,可利用海藻糖來穩定組織細胞,延長保存時間,除此之外,研究也顯示海藻糖可減輕亨丁頓氏舞蹈症(Huntington disease)病症。在化妝品上,可作為保養品的保濕劑成分。在食品加工上,因為海藻糖具有甜度適中、水溶性高、低致齲性、低吸濕性及加工儲存過程中穩定等特性,因此可應用在乾燥食品、冷凍食品、蜜餞、糖果、飲料、發酵食品等。

五、海藻糖的生產

由於海藻糖有上述的應用價值,因此需要有一個較經濟的生產方法。海藻糖的生產方式,一開始是透過酵母的培養,再直接由酵母萃取,但由於生產成本過高,因此僅限於使用在某些化妝品和化學藥品。1990年代初期,商業上生產海藻糖的價格為每公斤700美元,之後隨著新的生產方式被開發出來,大幅的降低了生產成本。1994 年由日本林原商事Hayashibara Biochemical Laboratories Inc. (Okyama, Japan)提出了一種非還原糖生成酵素和海藻糖釋放酵素,這兩種酵素將由玉米和木薯所生產之低價的澱粉,轉化為高價的海藻糖,可大副降低生產的成本。

 

參考資料:
1. Guo N, Puhlev I, Brown DR, Mansbridge J, Levine F. 2000. Trehalose expression confers desiccation tolerance on human cells. Nat Biotechnol 18: 168-171.
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3. Richards AB, Krakowka S, Dexter LB, Schmid H, Wolterbeek AP, Waalkens-Berendsen DH, Shigoyuki A, Kurimoto M. 2002. Trehalose: a review of properties, history of use and human tolerance, and results of multiple safety studies. Food Chem Toxicol 40: 871-898.
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5. Tanaka M, Machida Y, Niu S, Ikeda T, Jana NR, Doi H, Kurosawa M, Nekooki M, Nukina N. 2004. Trehalose alleviates polyglutamine-mediated pathology in a mouse model of Huntington disease. Nat Med 10: 148-154.
6. 維基百科:Trehalose (http://en.wikipedia.org/wiki/Trehalose)

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