根据分子的构成,糖可以分为单糖、寡糖[1]、多糖、结合糖和衍生糖。寡糖是由2—20个单糖分子构成,其中以蔗糖与麦芽糖为代表的双糖最为普遍。寡糖可溶于水,多数有甜味。
“寡糖和我们平常吃的、用的糖不一样,其用途很广泛。”中国海洋大学医药学院于广利教授介绍说,“寡糖”不是传统意义上作为能量物质和结构物质的糖,而是短的小分子糖链,具有信息传导功能。海洋寡糖,大海赐予人类的礼物,结构特殊,生物学活性广泛,和人类健康、重大疾病的发生发展关系密切。
寡糖可以从大蒜、洋葱、芦笋、豆类、蜂蜜等天然食物萃取,也可以利用生化科技通过双糖合成。但海藻中的寡糖含量更加丰富,海藻中有30%—60%的寡糖含量。“海洋特征寡糖主要通过化学和生物酶法降解从海洋动物多糖、藻类多糖和微生物多糖中获得。”
国际上关于海藻寡糖[1]的研究始于上世纪50年代中后期,我国稍晚,从上世纪80年代初开始做此类研究。早期海洋寡糖的制备主要是为了其结构分析。今天我们用于构效关系的研究,开发海洋糖类药物及其功能制品。
abc荷兰瓦赫宁根大学的数据显示,在海藻中新发现的化学成分超过15000种,这些成分已经被学术界和食品化工行业开发,作为原料用于各种产品的生产中。利用海藻作为原料生产的产品正在稳定的增长。
海洋中存在的微藻种类庞大,每一种微藻都有其独特的成分化合物,因而,现有的微藻开发仍然是处于初期阶段。随着微藻中有希望或者有价值的成分不断被发现,微藻成分在成分市场的份额将会继续上升。海藻尤其是微藻富含多种高价值的生物活性成分,包括维生素、色素、抗氧化剂等。海藻中含有大量的蛋白质,最高可达海藻重量的47%。海藻也是最为人们了解的有益脂肪酸的来源之一,多种海藻都富含脂肪酸,并已经应用食品和食品增补剂等产品中。
除了对海洋药物产业的贡献,结构和功能独特的海洋寡糖[1]在其它领域还具备广阔的开发空间,用管华诗的话说,“还会有大用”。“随着研究的不断深入和糖库化合物数量的不断增加,会不断发现新的功能和用途。其应用潜能会体现在与人类生活相关的各个方面。”于广利补充道。
除医药外,海洋特征寡糖还可应用于食品、化妆品、军工及农业等行业。
进入21世纪,人口与健康问题面临新的挑战,我国人口基数大,营养缺乏与营养失衡问题;步入老龄化社会,老年保健与老年病问题日益严重,这些问题为研究克服亚健康、满足特殊群体(老年、婴幼儿)的功能食品研发提供了强劲需求。如全球寡糖功能食品市场每年超过400亿美元。
海洋寡糖在保水、保湿、洗发、护发、杀菌消毒,以及抗菌、活化细胞、抗氧化、抗衰老和防晒等产品的开发和应用中需求量很大。
寡糖不仅在无公害肥料、作物抗逆和绿色农药开发中有需求,而且作为植物生长调节剂、饲料饵料添加剂、种子处理剂以及果蔬、水产品保鲜剂等具有需求,还在兽药、水产动物药和替代抗生素方面具有强劲的市场需求。如2007年寡糖饲料额度在市场超过170亿美元,且每年以10%的速度增长。
寡糖在防辐射、止血、耐低温和防冻食品以及解毒食品等方面具有特殊用途。
值得一提的是,海洋特征寡糖的应用还延长了海水养殖产业链。目前,这条产业链主要包括各种海藻(海带,裙带菜,江蓠,紫菜,麒麟菜等)养殖和虾、蟹的养殖产业,将来会扩展到海参和鱼类养殖业等养殖产业。