赤蘚糖醇的功效、作用及制備方法

隨著人們生活水平的日漸提高，甜食消費市場越來越大，隨之出現的非常廣泛的肥胖問題和糖尿病問題也越來越嚴重，食品商們為此絞盡腦汁，開始研究各種代糖添加劑，希望既能滿足人類對于甜味的“享受”，又能避免因為糖熱量高而帶來的各種健康問題。毫無疑問，赤蘚糖醇是代糖中的一顆明珠。

　　赤蘚糖醇廣泛存在于自然界中，常見于真菌類（地衣及蘑菇等），甜瓜、葡萄、梨；少量存在于發酵食品葡萄酒、啤酒、醬油、日本清酒；人體體液中偶爾也能檢測到。據化源網資料顯示，赤蘚糖醇也叫赤絲草醇或原藻醇，是一種糖醇，一般呈白色結晶型粉末狀態，實際用于食品添加行業的產品主要來自發酵玉米淀粉的葡萄糖，與普通糖相比，產生的卡路里更少，味道更甜。是一種較為理想的低熱值甜味劑。數據顯示，相對于每100甜值4千卡/克的蔗糖，赤蘚糖醇的甜度大約70，但是熱量只有0.24千卡/克。其分子式為C4H10O4,分子量122.120。

　　熔點低，吸濕性低，熱量低，溶解時吸熱多，對酸、熱的穩定性高等諸多優點使得赤蘚糖醇被廣泛應用于食品加工行業，在烘培產品中使用赤蘚糖醇，保持口感的同時，還能防潮，甚至可以給餅干增加獨特的清爽感；在飲料中加入赤蘚糖醇，提升口感的同時，其抗氧化性可以對飲料中的維生素起到一定的保護作用；在糖果或者巧克力中加入赤蘚糖醇，可以獲得更好的質量和口感，比如巧克力，采用了赤蘚糖醇之后，因為熱穩定性好，吸濕性低，可以在80度的高溫下操作，減少加工時間，增加各種新的風味，同時減少34%的熱量，產品口感清涼且具備非致齲性的特點。

　　防齲特性是赤蘚糖醇應用于醫藥行業的一個熱點，赤蘚糖醇和牛奶的混合液能夠抑制變異鏈球菌在生物膜中的生長，促進脫礦牙釉質再礦化，達到防齲效果；赤蘚糖醇可以抑制牙齦卟啉單胞菌，降低其在牙骨質表面的黏附能力，是防治牙周炎的一個新思路；赤蘚糖醇的抗氧化性可以減少身體的氧化應急損傷，動物試驗發現赤蘚糖醇的抗氧化作用在糖尿病大鼠體內能夠一定程度上保護受到高血糖損害的血管，降低心臟風險。

　　大多數的糖醇進入人體之后，不會被人體吸收，而是經過小腸進入大腸，最后被腸道菌群消化，而赤蘚糖醇則不同，90%會被小腸吸收，最后經尿液排除，剩下的10%即使進入大腸，也因為人體缺乏赤蘚糖醇的代謝酶，并不容易發酵，使人產生不適，反而因為能夠增加腸道中的短鏈脂肪酸，促進人體健康。

　　目前對于赤蘚糖醇的研究越來越廣泛，純粹進行化學研究的話，考慮到時間等各種成本，可以在各大平臺比如化源商城購買相關的品牌試劑，也可以嘗試自己制備，赤蘚糖醇一般可以采用化學合成法和微生物發酵法，采用化學合成法的時候，需要大量的過氧化氫，能量和時間都花費較多，甚至可能因為鎳鈷等金屬鹽產生環境污染，因此這里我們主要介紹一下生物發酵法：

　　1. 生產碎米糖液

　　(1) 淘洗秈米的副產物碎米，除去雜質，在40℃水中浸泡2小時，磨漿，細度為40目（大約0.63毫米），加水，確保碎米米漿濃度在20%。

　　(2) 按照一噸碎米米漿160ml耐高溫α-淀粉酶的配比在碎米米漿中加入液體α-淀粉酶。使用高溫噴射液化器進行兩次液化操作，第一次噴射溫度105攝氏度，帶壓維持15分鐘，第二次噴射溫度130攝氏度，帶壓維持2分鐘。降溫至100℃后泵入層流罐，按照每噸碎米240ml的配比再次加入同樣的耐高溫α-淀粉酶反應，反應溫度100攝氏度，反應時間90分鐘，當固形物含量為20%時到達反應終點，制得碎米液化液，并冷卻。

　　(3) 用稀鹽酸將冷卻后的碎米液化液的pH值調節至4，按照每噸碎米1000克糖化酶的配比加入糖化酶，糖化溫度控制在60攝氏度，糖化時間為60小時，制得糖化液。

　　(4) 用壓濾機壓濾碎米糖化液，壓濾溫度為60攝氏度，壓力0.25兆帕。制得碎米糖液，將碎米糖液分別泵入兩個儲罐，一個儲罐作為二級種子培養基底物，另一個儲罐作為發酵培養基底物待用。

　　2. 制備赤蘚糖醇發酵液

　　(1) 選擇叢梗孢酵母作為出發菌株，本方法以埃西托叢梗孢酵母（Moniliella acetoabutans ATCC 18455）為例

　　(2) 首先對搖瓶培養基進行滅菌操作，然后接入一環埃西托叢梗孢酵母菌種，30攝氏度搖床培養24小時。 搖瓶培養基配方為：

　?、? 葡萄糖200g/L

　?、? 玉米漿干粉3g/L

　?、? 尿素5g/L

　　(3) 往培養基底物儲罐中的碎米糖液添加磷酸二氫鉀10克/升、硫酸鎂5克/升后，經120攝氏度滅菌15分鐘后泵入二級種子罐，降溫至30攝氏度后接入一級種子，接種量5%。無菌空氣經過濾除菌后通入發酵罐，罐壓0.5兆帕，通氣量為0.5立方米/分鐘，培養條件為罐溫30攝氏度，轉速200轉/分鐘，培養時間24h。采用菌種鏡檢及檢查OD值等各項指標，達標后獲得二級種子液；

　　(4) 往發酵培養基底物儲罐中的碎米糖液添加磷酸二氫鉀10克/升、硫酸錳5克/升、硫酸鎂5克/升、泡敵0.05%后，經120攝氏度滅菌15分鐘后泵入發酵罐，降溫至30攝氏度后接入二級種子液，接種量10%。保持罐溫28攝氏度進行發酵。無菌空氣經過濾滅菌后通入發酵罐，罐壓0.05兆帕，通氣量為1立方米/分鐘，轉速400轉/分鐘，發酵時間100小時。葡萄糖濃度下降到0.5%時達到發酵終點，得到含赤蘚糖醇的發酵液，其中赤蘚糖醇轉化率為43.3%，赤蘚糖醇含量135克/升。

　　3. 精制赤蘚糖醇

　　(1) 將發酵液泵入至儲料罐，使用板框壓濾機進行粗濾，壓濾溫度60攝氏度，壓力0.25兆帕，除去發酵液中菌體、蛋白質等物質，制得粗濾液

　　(2) 將粗濾液進行超濾操作，膜截留分子量1000D，常溫下操作，超濾壓力0.2兆帕，除去殘存的大分子物質，包括菌體、核酸、蛋白、膠體顆粒等，制得超濾液

　　(3) 將超濾液進行納濾，膜截留分子量200D，操作溫度40攝氏度，納濾壓力2兆帕，濃縮倍數為15倍，脫除發酵液中的色素、核苷酸、氨基酸、短肽、部分鹽離子等，制得納濾液

　　(4) 將納濾液通過多效降膜蒸發器濃縮至原體積液的20%后送入結晶罐，結晶罐留種10%。結晶總時間60小時，其中養晶12小時，冷卻結晶48小時。常規離心分離，干燥包裝，制得白色結晶粉末就是赤蘚糖醇晶體，純度99%，水含量0.05%。