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阿拉伯糖(arabinose)又稱果膠糖,常與其他單糖結合,以雜多糖的形式存在于植物果漿、膠體、半纖維素、果膠酸,松柏科樹木心材,細菌多糖,以及某些糖苷中。阿拉伯糖有八種異構體,如β-D-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖等。阿拉伯糖工業產品主要有兩種:D-阿拉伯糖可通過降解D-葡萄糖獲得,自然界較為少見,主要出現在某些細菌多糖中。天然L-阿拉伯糖可由D-木糖被尿苷二磷酸衍生物經酶促異構化反應獲得,也可從玉米皮半纖維素里的阿拉伯木糖中提取。
L-阿拉伯糖屬于五碳醛糖,以阿拉伯聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、阿拉伯糖基半乳糖體及類似于高等植物半纖維的形式存在,以L-阿拉伯糖游離形式出現的則只是在發酵的食物中,如豆面醬、米酒等。 L-阿拉伯糖是一種沒有熱量的甜料, 能抑制水解雙糖的酶抑制因攝入蔗糖而導致的血糖升高,因此,可以抑制肥胖、 預防并治療與高血糖相關的疾病。L-阿拉伯糖還可以用作醫藥中間體、 用于生化領域中細菌培養基的制備以及香料合成等。
含有雜多糖的植物組織在一定條件下發生水解,糖苷鍵發生斷裂,L-阿拉伯糖和其他的糖就會以單糖的形式釋放出來,然后經過分離純化可得到純度較高的 L-阿拉伯糖。
在反應溫度90℃條件下,稀硫酸水解4 h,氫氧化鋇中和得到L-阿拉伯糖?D-木糖、鼠李糖的混合液? 混合液經發酵除去D-半乳糖,然后在甲醇中結分離制得粗L-阿拉伯糖? 粗L-阿拉伯糖加一定量的水后,配成質量分數為50%的糖液, pH值6-7,再向糖液中加入乙醇,使乙醇質量分數>=90%,結晶時間32 h,結晶后得到L-阿拉伯糖,產率為15.6% ,純度為97.5% ? 雖然此法采用廉價的阿拉伯膠作為原料,但是后處理中結晶時間較長,以致整個生產周期過長?
將甜菜漿進行堿處理,得到天然的阿拉伯聚糖提取物,加入沉淀劑使之沉淀,過濾,超濾,除去雜質,濃縮提取物,酸水解純凈的阿拉伯聚糖提取物,得到L -阿拉伯糖溶液,超濾,中和至中性,結晶,得到純凈的L-阿拉伯糖晶體。此方法無色譜分離過程,相對簡單。
以含有阿拉伯糖基木聚糖的玉米須為原料,經纖維素酶、阿拉伯木聚糖酶水解,產生D-木糖和L-阿拉伯糖的水解液, 向水解液中加入酵母,在pH值4.5、30℃ 的條件下發酵96h? 98%的 D-木糖被發酵而L-阿拉伯糖基本沒有變化 ,留下的L-阿拉伯糖通過活性炭脫色,離子交換樹脂除雜質,結晶得到純的L-阿拉伯糖晶體?
利用一種較簡單的合成方法,以廉價的核糖醇為原料,僅需兩步反應得到L-阿拉伯糖? 第一步核糖醇在醋酸桿菌 A . acetiIFO3281 催化作用下,反應生成L-核酮糖;第二步,L-核酮糖在L-阿拉伯糖異構酶的作用下反應生成鏈狀L-阿拉伯糖 ? 該方法反應路線如圖所示。此法相對簡單,步驟很少,成本較低,轉化率高達90%。 當然此方法涉及到了微生物和酶的使用,是化學方法和生物方法 的結合 ,這也是很多醫藥中間體的發展方向?
(1) L-阿拉伯糖具有降血糖和減肥的功效。
(2) L-阿拉伯糖在調節糖脂代謝等方面也具有健康功效。
上世紀 90 年代開始,生物學家和營養學家就展開了對 L-阿拉伯糖的深入研究, 沒有發現食用 L-阿拉伯糖有明顯副作用和生理毒性,目前認為食用L-阿拉伯糖是安全的。美國醫療協會將其列入用作抗肥胖的營養補充劑和非處方藥;美國食品藥品監督管理局(FDA)將其列為食品添加劑。在日本厚生省的特定保健用食品清單中,L-阿拉伯糖被列入用于調節血糖的專用特殊保健食品添加劑。
根據中華人民共和國衛生部 2008 年第 12 號文件公告,L-阿拉伯糖被批準為我國的新資源食品,使用范圍為“各類食品,但不包括嬰幼兒食品”。目前認為 L-阿拉伯糖產品的目標人群主要有“三高”和體重超標人群,以及糖尿病患者, 并在一定程度上可以滿足高端人士家庭的保健需求。L-阿拉伯糖作為新興的健康糖, 有望讓糖尿病人一定程度上享受到蔗糖食品的美味,并迎合人們追求健康的心理需要和實際需求。L-阿拉伯糖將可能在家用蔗糖、乳制品、糕點、面包、兒童食品、冰淇淋、飲料、甜點、巧克力等食品中得到廣泛應用,并在改善人們生活品質、提高健康生活水平等方面發揮重要作用。 隨著研究的不斷深入,L-阿拉伯糖市場將不斷擴大。
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