[科普中國(guó)]-赤蘚糖醇

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)（