可拉酸（Colanic acid）的理化特征及應(yīng)用前景

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2023-12-13 10:17:00【大中小】

可拉酸（Colanic acid，CAS：9012-87-7）由于其獨特的疏松多孔結(jié)構(gòu)、親水性質(zhì)以及可能的生物活性，成為功能食品和日化護理等配方中一種極有價值的功能成分選擇，在食品、化妝品和醫(yī)藥保健領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

疏松多孔結(jié)構(gòu)：可拉酸的疏松多孔結(jié)構(gòu)賦予它出色的保水性能。這種結(jié)構(gòu)可以在配方食品過程中用來調(diào)整食品的質(zhì)地和口感。例如，添加可拉酸可以增加產(chǎn)品的濕潤感，提升口感。

親水基團：可拉酸分子表面暴露的大量親水基團賦予其良好的親水性質(zhì)。這使得可拉酸能夠在食品中有效地保持水分，從而延長食品的保鮮期并防止食品變硬或變干。在制作保濕的食品產(chǎn)品中，可拉酸可以用來增加食品的保濕性，以及增稠性和穩(wěn)定性，從而改善食品的質(zhì)地、口感和保鮮性能。

優(yōu)良的生物學(xué)特性：可拉酸具有活性生物大分子的特性，這意味著它可能在食品中具有一些生物活性，如抗氧化、抗炎等。這使得可拉酸成為一個有潛力的功能性成分，有助于提升健康食品的營養(yǎng)健康效能。

可拉酸是一種由細菌合成的外多糖。作為一種化學(xué)防御物質(zhì)，用于保護細胞表面，并有助于生物膜的形成?？衫嵊啥嚓庪x子異質(zhì)多糖組成，具有六糖重復(fù)單元，包括葡萄糖、巖藻糖、半乳糖和葡萄糖醛酸。它還包括這些糖分子周圍的 O-乙?；捅醾?cè)鏈。

食品應(yīng)用：

可拉酸作為多糖物質(zhì)，在食品領(lǐng)域前景廣闊。其分子結(jié)構(gòu)呈球形鏈狀，在水溶液中的粘度受多種因素影響，尤其在高濃度下呈粘彈性。包括可拉酸在內(nèi)的微生物外胞多糖在食品工業(yè)有獨特功能，如在發(fā)酵乳、面包等食品中應(yīng)用。可拉酸在不同誘導(dǎo)條件下產(chǎn)生不同性質(zhì)的水凝膠，改進了保濕性能，為食品領(lǐng)域創(chuàng)新提供新途徑。

相關(guān)研究進展：

可拉酸作為一種多糖類物質(zhì)，在食品、化妝品和保健領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該研究通過工程枯草桿菌，實現(xiàn)了對可拉酸的生產(chǎn)。經(jīng)過工程改造的枯草桿菌產(chǎn)生的可拉酸呈現(xiàn)出三螺旋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)賦予了其獨特的性能。這種可拉酸在高達 102°C 的溫度下仍然保持穩(wěn)定，其熔點高達 253.9°C，這使其在高溫條件下也能保持穩(wěn)定性，為許多應(yīng)用場景提供了可能性。在水溶液中，可拉酸呈現(xiàn)出球形鏈的構(gòu)象，還揭示了可拉酸溶液的粘度受多種因素影響，包括濃度、剪切速率、鹽分、溫度和 pH 值等。尤其在高濃度下，可拉酸表現(xiàn)出粘彈性行為，這使得其在食品加工等領(lǐng)域中的應(yīng)用具備了可塑性。

微生物外胞多糖（EPSs）應(yīng)用于食品加工工業(yè)。這些EPSs是一類由細菌、酵母、霉菌和微藻等微生物合成并分泌的外胞多糖，其中包括葡聚糖及可拉酸等不同微生物來源的EPSs。這些多糖多數(shù)具有非毒性、生物相容性、可生物降解性以及可再生性等優(yōu)點。由于其獨特的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成，微生物外胞多糖在食品工業(yè)中展現(xiàn)出獨特的功能性質(zhì)。這些微生物外胞多糖及其衍生物在食品領(lǐng)域呈現(xiàn)出獨特的功能特點，如在發(fā)酵乳制品、面包制品、谷物制品、飲料等食品系統(tǒng)中的應(yīng)用。此外，它們還可用于活性成分傳遞、涂層和膜等應(yīng)用，為食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供了多樣化的選擇。

調(diào)控?；|(zhì)合成以提高枯草桿菌中可拉酸的產(chǎn)量?？衫嵋蚱鋬?yōu)異的物理特性和生物活性在食品和保健市場有廣泛的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)枯草桿菌中與?；|(zhì)合成有關(guān)的基因，可以顯著提高可拉酸的產(chǎn)量。研究者采用基因單一或多重刪除的策略，通過刪除與?；|(zhì)合成有關(guān)的基因，成功提高了可拉酸的產(chǎn)量。

通過調(diào)控可拉酸合成基因，改善了細菌水凝膠的保濕性能。在不同的誘導(dǎo)條件下，生產(chǎn)了具有不同結(jié)晶度、流變特性和保水性能的水凝膠。這種策略顯著提高了水凝膠的保濕性能，使凝膠網(wǎng)絡(luò)變得更加致密。該方法為細菌水凝膠的改性提供了新的途徑，有望在食品工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用。

日化護理應(yīng)用：

可拉酸（CA）具有多重潛能。其多孔纖維素結(jié)構(gòu)以及富含的親水基團，使其在葡萄糖酸鹽表面形成了一種卓越的水凝膠，呈現(xiàn)出卓越的保水能力和柔軟質(zhì)感。這種特質(zhì)為可拉酸賦予了與眾不同的特性，將其推向護膚品的理想應(yīng)用之列。

可拉酸（CA）是由枯草桿菌合成的外胞多糖，作為生物膜基質(zhì)的一部分，具有廣泛的應(yīng)用前景，包括化妝品、食品和制藥領(lǐng)域。此外，CA中的成分之一，L-巖藻糖，表現(xiàn)出多種生理活性，如皮膚美白、抗炎和抗腫瘤特性?？衫幔–A）中多孔纖維素結(jié)構(gòu)和大量親水基團存在于葡萄糖酸鹽表面，使其成為一種優(yōu)質(zhì)水凝膠，具備出色的保水能力和柔軟質(zhì)地。因此，在化妝品和醫(yī)療保健市場中，可拉酸有望成為一個理想的應(yīng)用候選。

醫(yī)藥保健應(yīng)用：

顯著延長壽命、抗炎、抗腫瘤和抑制阿爾茨海默病β淀粉樣蛋白的積累

聚焦于可拉酸的潛在醫(yī)藥應(yīng)用，特別是其在延長生命方面的作用。發(fā)現(xiàn)某些腸道細菌突變導(dǎo)致可拉酸過度產(chǎn)生，從而延長線蟲壽命，與線粒體內(nèi)裂變與融合的調(diào)控相關(guān)。通過研究秀麗隱桿線蟲，還發(fā)現(xiàn)可拉酸能顯著延長壽命，并進一步揭示其調(diào)節(jié)線粒體穩(wěn)態(tài)和蛋白質(zhì)處理的機制。這些研究有望為探索生命延長和維持健康提供新思路。

相關(guān)研究進展：

可拉酸、腸道細菌與秀麗隱桿線蟲壽命之間的聯(lián)系：研究揭露了某些細菌突變導(dǎo)致可拉酸過度產(chǎn)生，從而延長線蟲壽命的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象與線粒體內(nèi)裂變和融合過程的調(diào)節(jié)緊密相關(guān)，而可拉酸則對這些過程產(chǎn)生影響。研究進一步確認(rèn)，通過敲除特定細菌基因，線蟲不僅能夠免受腫瘤生長的影響，還能夠抑制阿爾茨海默病特征之一的淀粉樣蛋白β的積累。這一發(fā)現(xiàn)明確了腸道微生物與可拉酸在調(diào)控壽命和預(yù)防老年疾病方面所扮演的重要角色。

線粒體與腸道微生物群衰老之間的相互作用：線粒體，作為負責(zé)細胞內(nèi)能量生產(chǎn)的核心細胞器，在調(diào)節(jié)新陳代謝和壽命方面具有關(guān)鍵地位。近期的研究證實，腸道微生物群同樣能夠顯著地影響宿主的代謝和壽命。作者通過對已知調(diào)節(jié)機制的綜述，將線粒體的裂變-融合動態(tài)與微生物間的群體感應(yīng)等互動進行對比，提出微生物群可能通過與其宿主細胞內(nèi)的線粒體進行信息交流，從而影響宿主的假設(shè)。研究揭示了由細菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，包括可拉酸，如何微調(diào)腸道細胞中的線粒體動態(tài)，從而影響宿主的代謝適應(yīng)能力和壽命。這種以化學(xué)通信為基礎(chǔ)的細菌與線粒體互動方式，有助于我們更深刻地理解復(fù)雜的環(huán)境-微生物群-宿主相互作用，以及它們在維護健康和促進疾病發(fā)生方面所起的重要作用。此外，CA中的成分之一，L-巖藻糖，表現(xiàn)出多種生理活性，如皮膚美白、抗炎和抗腫瘤特性。

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產(chǎn)品名	CAS號	貨號	純度	包裝規(guī)格
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824D	97%，生化級	1g; 10g
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824C	98%，標(biāo)準(zhǔn)品	100mg
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824B	95%，食品級	100g; 1Kg; 25Kg
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824A	95%，化妝品級	100g; 1Kg; 25Kg

參考文獻：

Jun Qiao.可拉酸：通過工程枯草桿菌和物理特性表征的生物合成過量生產(chǎn). DOI: 10.1021/acs.jafc.1c04823
Dilhun Keriman Arserim Ucar. Exopolysaccharides in Food Processing Industrials. DOI.10.1007/978-3-030-75289-7_8
Jiaxin Wu. Regulating Cardiolipin Biosynthesis for Efficient Production of Colanic Acid in Escherichia coli.. DOI.10.1021/acs.jafc.3c01414
Dan Liu. Production of bacterial cellulose hydrogels with tailored crystallinity from Enterobacter sp. FY-07 by the controlled expression of colanic acid synthetic genes.. DOI.10.1016/j.carbpol.2018.12.014
Eun Ju Yun. Increased Production of Colanic Acid by an Engineered Escherichia coli Strain. Mediated by Genetic and Environmental Perturbations. DOI.10.1007/s12010-021-03671-0
Bing Han. ‘Inside Out’– a dialogue between mitochondria and bacteria. DOI.10.1111/febs.14692