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[科普中國(guó)]-赤蘚糖醇

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基本信息

中文別名:1,2,3,4-丁四醇;內(nèi)消旋-間赤藻糖醇

英文別名:Erythritol; 1,2,3,4-Butanetetrol; meso-1,2,3,4-Tetrahydroxybutane; butane-1,2,3,4-tetrol; (2R,3R)-butane-1,2,3,4-tetrol; (2R,3S)-butane-1,2,3,4-tetrol; (2S,3S)-butane-1,2,3,4-tetrol

分子量:122.12

純度:>99.0%

等級(jí):GR

MDL號(hào):MFCD00004710

性質(zhì)主要性質(zhì)(1)甜度低:赤蘚糖醇的甜度只有蔗糖的60%-70%,入口具有清涼味,口味純正,沒有后苦感,可與高倍甜味劑復(fù)配使用能抑制其高倍甜味劑的不良風(fēng)味。

(2)穩(wěn)定性高:對(duì)酸、熱十分穩(wěn)定,耐酸耐堿性都很高,在329度溫度以下也不會(huì)發(fā)生分解和變化,不會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)而發(fā)生變色。

(3)溶解熱高:赤蘚糖醇溶解于水中時(shí)具有吸熱效果,溶解熱只有97.4KJ/KG,比葡萄糖和山梨糖醇的吸熱度都高,食用時(shí)具有清涼感。

(4)溶解度高:25℃赤蘚糖醇的溶解度為36%(W/W),隨著溫度升高赤蘚糖醇溶解度升高,比葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖醇溶解度都高,易于結(jié)晶析出晶體。

(5)吸濕性低:赤蘚糖醇非常容易結(jié)晶,但在90%濕度環(huán)境中都不會(huì)吸濕,易于粉碎得到粉末狀產(chǎn)品,可用于食品表面防止食品吸濕而變質(zhì)。

物理性質(zhì)熔點(diǎn):118-120 °C(lit.)

沸點(diǎn):329-331 °C(lit.)

密度:1,451 g/cm3

閃點(diǎn):329-331°C

儲(chǔ)存條件:?20°C

溶解度:H2O: 0.1 g/mL, clear to almost clear, colorless

水溶解性:soluble

白色結(jié)晶,微甜,相對(duì)甜度0.65。有清涼感。發(fā)熱量低,約為蔗糖發(fā)熱量的十分之一。溶于水(37%,25℃),因溶解度較低(與蔗糖相比),易結(jié)晶,適于需蔗糖口感的食品,如巧克力和餐桌糖等。不被酶所降解,只能透過腎(易被小腸吸收)從血液中排至尿中排出,不參與糖代謝和血糖變化,故宜于糖尿病患者食用。在結(jié)腸中不致發(fā)酵,可避免腸胃不適。不齲齒。熔點(diǎn)126℃。

化學(xué)性質(zhì)Merck:14,3675

BRN:1719753

穩(wěn)定性:Stable. Incompatible with strong oxidizing agents.

CAS 數(shù)據(jù)庫:149-32-6(CAS DataBase Reference)

NIST化學(xué)物質(zhì)信息:2(r),3(s)-1,2,3,4-Butanetetrol(149-32-6)

EPA化學(xué)物質(zhì)信息:1,2,3,4-Butanetetrol, (2R,3S)-rel-(149-32-6)

生產(chǎn)用菌株:主要有假絲酵母屬、球擬酵母屬、毛孢子菌屬、三角酵母屬、畢赤酵母屬等,時(shí)下以類酵母真菌Moniliella(叢梗孢科)發(fā)酵產(chǎn)物濃度和收率最高,大約可以達(dá)到175g/L,得率70%。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)菌株主要為解脂假絲酵母。

制備由小麥、玉米等淀粉經(jīng)安全、適當(dāng)?shù)氖秤眉?jí)嗜高滲酵母如叢梗孢酵母(Moniliella pllinis)、脂假絲酵母(Candida lipolytica)或類絲孢酵母(Tricho sporonoides megachilensis)在高濃度下(>450g/L)進(jìn)行酶解發(fā)酵后,發(fā)酵醪液經(jīng)加熱殺菌并過濾然后經(jīng)離子交換樹脂、活性炭和超濾純化,結(jié)晶、洗滌并干燥而得。一般得率約50%。

功能(1) 低熱量:赤蘚糖醇的熱量低,其能量值為1.65kJ/g,而蔗糖為16.7kJ/g,木糖醇為11.7kJ/g,赤蘚糖醇是能量最低的功能糖,熱量?jī)H有蔗糖熱量的十分之一。由于其分子量小,容易被人體吸收,并且只有少量進(jìn)入人體大腸被微生物發(fā)酵.80%的赤蘚糖醇被人體食用后進(jìn)入人體血液之中,但不能被人體內(nèi)酶分解代謝,不為機(jī)體提供能量,不參加糖代謝,只能通過尿液從人體排出。實(shí)驗(yàn)證明人體赤蘚糖醇一次性日最大食用量為20克,除去被人體所分解的能量,能利用的僅為0.67kJ/g。

(2)耐受性高:人體對(duì)赤蘚糖醇的耐受量為每千克體重為0.8 克,比木糖醇、乳糖醇和麥芽糖醇都高,主要原因是赤蘚糖醇的分子量小,吸收少,主要通過尿液排出,從而避免了高滲現(xiàn)象造成腹瀉發(fā)生,避免了腸道細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生脹氣現(xiàn)象。

(3) 抗齲齒性:赤蘚糖醇不被人體口腔細(xì)菌利用,因而不會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)對(duì)牙齒造成傷害,從而引生牙齒發(fā)生齲變,對(duì)口腔細(xì)菌生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制效果,從而起到保護(hù)牙齒的作用。1

生產(chǎn)方法赤蘚糖醇的生產(chǎn)可分為化學(xué)合成法和生物合成法2種。

化學(xué)合成法

化學(xué)合成法可由丁烯二醇與過氧化氫反應(yīng),然后將其水溶液與活性鎳催化劑混合并加入阻化劑氨水,在0.5MPa左右通氫氣,氫化后得赤蘚糖醇產(chǎn)品,但化學(xué)法的生產(chǎn)效率低,尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

微生物發(fā)酵法

發(fā)酵法生產(chǎn)赤蘚糖醇始于20世紀(jì)90年代,國(guó)際上均采用微生物發(fā)酵法大批量生產(chǎn)赤蘚糖醇。生產(chǎn)赤蘚糖醇的碳源有烷烴、單糖和雙糖等,葡萄糖、果糖、甘露糖和蔗糖都是生產(chǎn)赤蘚糖醇的良好碳源,其中D-甘露糖的轉(zhuǎn)化率最高,達(dá)31.5%。但是由于成本因素,目前主要以小麥或玉米等淀粉質(zhì)原料,經(jīng)酶降解生成葡萄糖,由耐高滲透酵母或其它菌株發(fā)酵生產(chǎn),能生產(chǎn)赤蘚糖醇的有假絲酵母屬、球擬酵母屬、毛孢子菌屬、三角酵母屬、畢赤酵母屬等。赤蘚糖醇發(fā)酵法工業(yè)化生產(chǎn)流程如下:淀粉—液化—糖化—葡萄糖一生產(chǎn)菌株發(fā)酵一過濾一色層分離一凈化一濃縮一結(jié)晶一分離一干燥,最后得到赤蘚糖醇,平均收率約50%。研究表明,赤蘚糖醇發(fā)酵法受多種因素影響,如滲透壓的改變明顯影響多元醇的生成,無機(jī)鹽Mn2+、Cu2+能提高赤蘚糖醇的產(chǎn)率,氧氣、溫度都對(duì)其產(chǎn)量有影響,與化學(xué)合成法相比,發(fā)酵法更具有生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)**。2**

食品上的應(yīng)用焙烤食品蔗糖、油脂是制作焙烤食品的主要原料,對(duì)于形成焙烤食品特有的組織結(jié)構(gòu)、口感和風(fēng)味具有相當(dāng)重要的作用,是生產(chǎn)高品質(zhì)焙烤制品所不可缺少的原料。特別是糖在焙烤食品的生產(chǎn)中,除了能增加甜味、上色、提高保藏性以外,對(duì)面團(tuán)的流變學(xué)性質(zhì)、工藝及產(chǎn)品品質(zhì)帶來很大的影響,糖的適量添加是保證正常的生產(chǎn)工藝及良好的產(chǎn)品品質(zhì)十分重要的條件。但是隨著現(xiàn)代消費(fèi)者消費(fèi)水平的提高,對(duì)健康意識(shí)的增強(qiáng),這種“高糖高油脂高熱量”的產(chǎn)品已不能符合消費(fèi)者的需要。焙烤產(chǎn)業(yè)也向著營(yíng)養(yǎng)、健康、功能性、低熱量等方面發(fā)展,低能量、無糖焙烤食品就在這種趨勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。但是時(shí)下有些廠家生產(chǎn)的低能量或無糖焙烤食品只是部分地減少油脂和糖的使用量,但是僅是減少油脂和糖的使用量是不夠的,容易造成產(chǎn)品感官品質(zhì)惡劣,很難被患有糖尿病、肥胖癥及其他人群愉快的接受。所以,應(yīng)該采用膳食纖維、低聚糖、糖醇、類脂肪等替代物,在減少產(chǎn)品能量、滿足部分消費(fèi)者消費(fèi)需求的同時(shí),盡可能地模擬出油脂和蔗糖的功能,提高產(chǎn)品的可接受性。

蔗糖的替代,時(shí)下主要是采取強(qiáng)力甜味劑與低甜度填充型甜味劑或填充劑相結(jié)合的方法,比如低聚糖、糖醇等。脂肪的替代,則主要是通過碳水化合物型模擬脂肪來實(shí)現(xiàn)。時(shí)下來說低DE值麥芽糊精是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,它具有奶油的外官和口感,但是熱量相對(duì)于油脂來說,卻低得多。

要想獲得較高質(zhì)量的功能性或低熱量的焙烤產(chǎn)品,赤蘚糖醇是一種被證明非常好的原料。它不僅能從物理化學(xué)方面取代蔗糖而且還可以帶來有利于健康的好處,而且使用赤蘚糖醇的焙烤產(chǎn)品與其同樣使用蔗糖為原料的產(chǎn)品相比具有更好的結(jié)構(gòu)緊密性和柔軟性,并且有著不同的口溶性和細(xì)微的顏色差別。在焙烤食品中使用的赤蘚糖醇,最好是粉狀或者是粒度精細(xì)(