卡拉胶的应用及安全性研究进展【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 生物技术 卡拉胶的应用及安全性研究进展 摘要：卡拉胶具有能形成高黏度溶液的胶体的性质，又具有一定的稳定性与悬浮性，是最重要的一类应用于食品添加剂的海洋红藻多糖。已有许多相关实验研究证明卡拉胶能够引起人和动物肠道疾病, 但是由于卡拉胶引起人体炎症损伤的方式不确定，以及卡拉胶的致炎机理尚不明确，导致它的使用安全性在国际上存在很大争议。故明确卡拉胶的致炎方式及机理，对今后卡拉胶在食品添加剂和小分子量卡拉胶在药物开发等领域中提供安全参考值和理论依据，对食品安全及人类健康具有重要意义。本文将对卡拉胶的理化性质、生物活性、应用及安全性方面做一扼要论述，以便为下一步对卡拉胶致炎机理的研究提供一定的理论基础。 关键词：卡拉胶；应用；安全性；致炎作用 1引言 卡拉胶（也称鹿角藻胶或鹿角菜胶，英文名CARRAGEEN）是存在于海洋红藻纲的麒麟菜属、角叉菜属、杉藻属和沙菜属等细胞壁中硫酸多糖[1，2]，因硫酸基团和内醚键位置不同，现已分为七种类型卡拉胶：κ-、λ-、ι-、μ-、θ-、ξ-和ν-型[3]，其中κ-、λ-和ι-卡拉胶的应用最为广泛[4]。它们具有独特的生物学性质，可以制成亲水胶体、凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散剂等[5]，因此受到食品、日用化工和医药等行业的青睐 [6]。近年来，我国已将卡拉胶列入食品添加剂目录，且它也已列入联合国粮农组织和世界卫生组织食用标准用量说明书，其应用前景非常广阔。 但是，对于卡拉胶使用的安全性，国内外存在着较大的争议。 2卡拉胶的理化性质 卡拉胶一般为白色或淡黄色，无臭、无味，呈半透明粒状或粉末状物[7]。另外，不同类型的卡拉胶在理化性质方面表现出一定的共性： 2.1 黏性 在较宽的pH范围内，所有的卡拉胶都为高粘度溶液，随着卡拉胶浓度的增大，它的粘度呈指数规律增大，分子量越大卡拉胶的粘度也越大[8]。 2.2 凝胶特性 卡拉胶的浓度低至0.5％，κ-型卡拉胶形成具有微凝结能力的易碎的透明状凝胶体[9]，而ι-型卡拉胶形成具有良好的凝结能力的柔软有弹性的凝胶体。根据Piculell[10]的研究，κ-型卡拉胶和ι-型卡拉胶在冷却时即形成次序螺旋结构，其中κ-型卡拉胶凝胶的次序螺旋结构是由两条平行和半交叉距离为2.6nm的右旋三维螺旋链构成的同轴双螺旋结构，ι-型卡拉胶凝胶的次序螺旋结构是距离为2.5nm的平行双螺旋结构，而λ-型卡拉胶在冷却时不能形成凝胶。 2.3 可溶性 所有的卡拉胶都能溶于热水和热牛奶，然而，在低温条件下，卡拉胶粉末在溶液中易结块，从而减慢了水合作用的速度，因此影响了溶液的粘度形成或凝胶强度[11]。加速卡拉胶水合速度的最好方法是利用水合作用即将卡拉胶和其他物质混合（如葡萄糖、蔗糖和盐类）并快速的搅拌[12]。 3卡拉胶的生物活性 卡拉胶属于天然硫酸多糖，是一类低毒的广谱抗病毒化合物。研究表明[13]，在体外，卡拉胶是人免疫缺陷病毒(HIV)、单纯疱疹病毒(HSV)、人巨噬细胞病毒、疱疹性口腔炎病毒、新培斯病毒等的有效抑制剂；在体内，卡拉胶能诱导多形核嗜中性白细胞渗入腹膜腔，抑制从腹膜腔到血浆的病毒传播。 近年来，卡拉胶的抗病毒研究集中于抗HIV和HSV的活性。研究结果显示，卡拉胶具有抗病毒作用，在一定条件下能抗艾滋病HIV-1活性[14]，有望成为抗HIV和HSV的药物。科学家在对卡拉胶的研究中指出，饮食中适量的κ-卡拉胶可加强先天免疫力，并可抵抗来自溶藻弧菌的感染[15]。 4卡拉胶的应用情况 4.1卡拉胶在食品工业中的应用 卡拉胶广泛应用于乳制品、肉制品、酒类和软糖类等食品工业中，在这些食品工业中卡拉胶主要表现在具凝胶、增稠和蛋白反应性三个方面。 4.1.1 卡拉胶的蛋白反应作用 溶液中的蛋白质聚集形成蛋白质胶束，卡拉胶游离在溶液中，和蛋白质胶束的裸露氨基酸片断产生离子反应，根据浓度和pH的不同，分别发生凝聚沉淀、悬浮和胶凝[16]；而在肉制品固态中的蛋白质经过盐提取、热处理，蛋白质互相之间产生反应，形成蛋白质网状结构，卡拉胶能通过和蛋白质的互相作用加强这种结构。因此在蛋白质溶液中卡拉胶可以吸附蛋白质分子后，使蛋白溶液悬浮稳定[17]。 4.1.2 卡拉胶的凝胶作用 pH5.0时，卡拉胶的凝胶强度随pH的增大而增强；pH5.0-8.5时，趋于平衡；pH8.0-9.5时，强度下降；而当pH9.5时，强度又回升。这是由于卡拉胶分子残基中存在交链扭结，使凝胶强度明显下降。适当浓度的OH-在大分子中引入3,6-脱水氧桥结构，有助于消除扭结，使分子链伸直，形成双螺旋结构，从而使凝胶强度增强[18]。 4.1.3 卡拉胶的增稠作用 在实际应用中，弱凝胶卡拉胶的增稠作用一般用于冰淇淋和乳饮料中，结合卡拉胶——蛋白质体系产生的弱凝胶网络结构，加上钙盐等作用，可以赋予物料一定的