可拉酸（Colanic acid）的理化特征及应用前景

来源：作者：人气：-发表时间：2023-12-13 10:17:00【大中小】

可拉酸（Colanic acid，别名：克拉酸，CAS：9012-87-7）由于其独特的疏松多孔结构、亲水性质以及可能的生物活性，成为功能食品和日化护理等配方中一种极有价值的功能成分选择，在食品、化妆品和医药保健领域具有广泛的应用前景。

疏松多孔结构：可拉酸的疏松多孔结构赋予它出色的保水性能。这种结构可以在配方食品过程中用来调整食品的质地和口感。例如，添加可拉酸可以增加产品的湿润感，提升口感。

亲水基团：可拉酸分子表面暴露的大量亲水基团赋予其良好的亲水性质。这使得可拉酸能够在食品中有效地保持水分，从而延长食品的保鲜期并防止食品变硬或变干。在制作保湿的食品产品中，可拉酸可以用来增加食品的保湿性，以及增稠性和稳定性，从而改善食品的质地、口感和保鲜性能。

优良的生物学特性：可拉酸具有活性生物大分子的特性，这意味着它可能在食品中具有一些生物活性，如抗氧化、抗炎等。这使得可拉酸成为一个有潜力的功能性成分，有助于提升健康食品的营养健康效能。

可拉酸是一种由细菌合成的外多糖。作为一种化学防御物质，用于保护细胞表面，并有助于生物膜的形成。可拉酸由多阴离子异质多糖组成，具有六糖重复单元，包括葡萄糖、岩藻糖、半乳糖和葡萄糖醛酸。它还包括这些糖分子周围的 O-乙酰基和丙酮酸侧链。

食品应用：

可拉酸作为多糖物质，在食品领域前景广阔。其分子结构呈球形链状，在水溶液中的粘度受多种因素影响，尤其在高浓度下呈粘弹性。包括可拉酸在内的微生物外胞多糖在食品工业有独特功能，如在发酵乳、面包等食品中应用。可拉酸在不同诱导条件下产生不同性质的水凝胶，改进了保湿性能，为食品领域创新提供新途径。

相关研究进展：

可拉酸作为一种多糖类物质，在食品、化妆品和保健领域具有广泛的应用前景。该研究通过工程枯草杆菌，实现了对可拉酸的生产。经过工程改造的枯草杆菌产生的可拉酸呈现出三螺旋结构，这种结构赋予了其独特的性能。这种可拉酸在高达 102°C 的温度下仍然保持稳定，其熔点高达 253.9°C，这使其在高温条件下也能保持稳定性，为许多应用场景提供了可能性。在水溶液中，可拉酸呈现出球形链的构象，还揭示了可拉酸溶液的粘度受多种因素影响，包括浓度、剪切速率、盐分、温度和 pH 值等。尤其在高浓度下，可拉酸表现出粘弹性行为，这使得其在食品加工等领域中的应用具备了可塑性。

微生物外胞多糖（EPSs）应用于食品加工工业。这些EPSs是一类由细菌、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来源的EPSs。这些多糖多数具有非毒性、生物相容性、可生物降解性以及可再生性等优点。由于其独特的性质和结构组成，微生物外胞多糖在食品工业中展现出独特的功能性质。这些微生物外胞多糖及其衍生物在食品领域呈现出独特的功能特点，如在发酵乳制品、面包制品、谷物制品、饮料等食品系统中的应用。此外，它们还可用于活性成分传递、涂层和膜等应用，为食品产业创新提供了多样化的选择。

调控酰基脂质合成以提高枯草杆菌中可拉酸的产量。可拉酸因其优异的物理特性和生物活性在食品和保健市场有广泛的应用前景。研究发现，通过调节枯草杆菌中与酰基脂质合成有关的基因，可以显著提高可拉酸的产量。研究者采用基因单一或多重删除的策略，通过删除与酰基脂质合成有关的基因，成功提高了可拉酸的产量。

通过调控可拉酸合成基因，改善了细菌水凝胶的保湿性能。在不同的诱导条件下，生产了具有不同结晶度、流变特性和保水性能的水凝胶。这种策略显著提高了水凝胶的保湿性能，使凝胶网络变得更加致密。该方法为细菌水凝胶的改性提供了新的途径，有望在食品工业和生物医学中得到更广泛的应用。

日化护理应用：

可拉酸（CA）具有多重潜能。其多孔纤维素结构以及富含的亲水基团，使其在葡萄糖酸盐表面形成了一种卓越的水凝胶，呈现出卓越的保水能力和柔软质感。这种特质为可拉酸赋予了与众不同的特性，将其推向护肤品的理想应用之列。

可拉酸（CA）是由枯草杆菌合成的外胞多糖，作为生物膜基质的一部分，具有广泛的应用前景，包括化妆品、食品和制药领域。此外，CA中的成分之一，L-岩藻糖，表现出多种生理活性，如皮肤美白、抗炎和抗肿瘤特性。可拉酸（CA）中多孔纤维素结构和大量亲水基团存在于葡萄糖酸盐表面，使其成为一种优质水凝胶，具备出色的保水能力和柔软质地。因此，在化妆品和医疗保健市场中，可拉酸有望成为一个理想的应用候选。

医药保健应用：

显著延长寿命、抗炎、抗肿瘤和抑制阿尔茨海默病β淀粉样蛋白的积累

聚焦于可拉酸的潜在医药应用，特别是其在延长生命方面的作用。发现某些肠道细菌突变导致可拉酸过度产生，从而延长线虫寿命，与线粒体内裂变与融合的调控相关。通过研究秀丽隐杆线虫，还发现可拉酸能显著延长寿命，并进一步揭示其调节线粒体稳态和蛋白质处理的机制。这些研究有望为探索生命延长和维持健康提供新思路。

相关研究进展：

可拉酸、肠道细菌与秀丽隐杆线虫寿命之间的联系：研究揭露了某些细菌突变导致可拉酸过度产生，从而延长线虫寿命的现象。这种现象与线粒体内裂变和融合过程的调节紧密相关，而可拉酸则对这些过程产生影响。研究进一步确认，通过敲除特定细菌基因，线虫不仅能够免受肿瘤生长的影响，还能够抑制阿尔茨海默病特征之一的淀粉样蛋白β的积累。这一发现明确了肠道微生物与可拉酸在调控寿命和预防老年疾病方面所扮演的重要角色。

线粒体与肠道微生物群衰老之间的相互作用：线粒体，作为负责细胞内能量生产的核心细胞器，在调节新陈代谢和寿命方面具有关键地位。近期的研究证实，肠道微生物群同样能够显著地影响宿主的代谢和寿命。作者通过对已知调节机制的综述，将线粒体的裂变-融合动态与微生物间的群体感应等互动进行对比，提出微生物群可能通过与其宿主细胞内的线粒体进行信息交流，从而影响宿主的假设。研究揭示了由细菌产生的代谢产物，包括可拉酸，如何微调肠道细胞中的线粒体动态，从而影响宿主的代谢适应能力和寿命。这种以化学通信为基础的细菌与线粒体互动方式，有助于我们更深刻地理解复杂的环境-微生物群-宿主相互作用，以及它们在维护健康和促进疾病发生方面所起的重要作用。此外，CA中的成分之一，L-岩藻糖，表现出多种生理活性，如皮肤美白、抗炎和抗肿瘤特性。

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产品名	CAS号	货号	纯度	包装规格
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824D	97%，生化级	1g; 10g
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824C	98%，标准品	100mg
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824B	95%，食品级	100g; 1Kg; 25Kg
可拉酸	9012-87-7	DCJ0824A	95%，化妆品级	100g; 1Kg; 25Kg

参考文献：

Jun Qiao.可拉酸：通过工程枯草杆菌和物理特性表征的生物合成过量生产. 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