利用微生物生合成 Curdlan ( β-1,3-glucan )

結構 由葡萄糖以 1,3-β-glucosidic linkages 而成的直鏈同質聚合物。

簡介

Curdlan為水不溶性的多醣聚合物,由β-1→3鍵結的glucan所組成,大多由Agrobacterium sp.及Alcaligenes faecalis在氮源限制下時生成 [Harada, 1977; Lawford and Rousseau, 1992],而目前已知的curdlan有90%的含量來源是從微生物發酵生產不溶的β(1,3)D-glucan,為美國FDA通過的微生物發酵水合性膠體(hydrocolloid) [Jezequel, 1998]。
β-glucans是一種蘊含有健康與營養且重要的天然多醣體,可依來源不同而分為可溶性與不可溶性,因為在人體中缺少能水解β- 醣苷鍵結(β-glucosidic)的酵素,所以葡聚糖被視為不易消化的物質,消化道無法代謝難溶的纖維素,因此不會有熱量的產生[Livesey, 1990] ,利用此特性能應用在熱量控制飲食或控制過度肥胖。不溶的β-glucans也能幫助預防腸癌[Madar and Odes, 1990];另外在燕麥中可溶的β-glucans則具有較低的升糖反應(glycemic response)的潛能[Wood et al., 1994],亦會有較少的低密度酯蛋白和總膽固醇量[Behall et al., 1997],因此,可溶性的β-glucans能添加在第二型糖尿病患者以及冠狀心臟病患者飲食中具有預防之功效[Jezequel, 1998]。Kanke等人研究curdlan硫酸鹽可做為抑制人類後天免疫缺乏症病毒(HIV)-1傳染病的抗病毒的藥劑[Kanke et al., 1995]及Evans等人研究curdlan硫酸鹽可做為抗瘧疾的物質[Evans et al., 1998]。Kanke等人研究curdlan也是作為一個藥物釋放聚合物去維持藥物和控制藥物擴散,可被應用在使用持續釋放栓劑[Kanke et al., 1995]。
除了以上在醫學方面的應用之外,含有高β-glucan的curdlan成分且具有遇熱會形成膠體之特性,而且它嚐起來無味並具有高水凝力的特性使它能應用在許多食品中(作為質地柔軟的試劑),例如,添加在肉品、乳製品、烘烤和營養藥膳的產品中,因此,引起食品和日本食物供應商的興趣[Jezequel, 1998]。curdlan也已經被研究做為固定化酵素的材料單體[Murooka et al.,1977 ]。Moon and Lee研究指出curdlan和活性碳混合物所組成的孔洞顆粒,可以將水中的重金屬去除,因此可以應用轉移傳統草藥上的重金屬[Moon and Lee, 2005]。目前,日本Takeda化學公司已將curdlan商業化,能使用curdlan當混合物來增加流動性[Haze et al., 1994]。綜合以上文獻可知curdlan可廣泛應用在食品工業、醫療、環境及酵素固定化上,因此curdlan未來在使用量上將逐年提升。 因此,如何降低curdlan的生產成本,逐漸受到重視[Lee et al., 1999]。

 

應用 在食品、醫療、工業及固定化酵素方面。

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