赤藓醇的生理功能是什么

背景及概述^[1]

赤藓醇又称1，2，3，4-丁四醇、1，2，3，4-四羟基丁烷、苏糖醇、赤丁四醇、Phycite、Erythrite。天然存在于水果、蘑菇、蕈类、海藻、苔藓、地衣中，也存在于米酒、清酒、酱油等发酵食品中。有3种光学异构体。相对分子质量122.12。有甜味，相当于蔗糖甜味的75%，是糖醇类和蔗糖中吸湿性最小者。d-体和l-体从水中析出者均为白色棱柱状结晶，从乙醇中析出者为针状结晶。d-体熔点88～89℃，比旋光度+11.1°(c=5，乙醇)。l-体熔点90～91℃，比旋光度-11.1。(c=5，乙醇)。内消旋体为四方晶系双锥体状白色结晶，相对密度1.451，熔点121.5℃，沸点329～331℃、294～296℃(26.664×10³Pa)，不溶于乙醚，微溶于乙醇，溶于水，80℃时饱和水溶液约含2.15%。狗静脉注射LD₅₀5000mg/kg、大鼠经口LD₅₀10000mg/kg。。

性质^[2]

甜度：约为10%蔗糖水溶液甜度的60一70%.在口中有清凉感。口味和蔗糖十分相似，无后苦味.与强烈甜味剂混合使用，能掩盖其不良味感。还可和甜菊昔或糖精共用。

溶解热：在结晶状态下食用时，赤藓醇和其它糖醇一样，因其溶解吸热，在口腔中产生清凉感。赤藓醇的溶解热达葡萄糖的3倍。

吸湿性：赤藓醇结晶性好，吸湿性极低，在相对湿度90%也不吸湿。故适于加工巧克力、糖果、食品。

溶解度：赤藓醇的溶解度在20℃时为37%，只有山梨醇的50%。所以在制取果酱等高浓度食品时，宜和其他糖醇混合使用，以防止结晶析出。

冰点降低：20%的赤藓醇水溶液冰点为一4.1℃，而山梨醇为一2.5℃，相对冰点降低大。

粘度：赤藓醇在25℃30%的水溶液，其粘度为c3p。

水分活度：赤藓醇分子小，有较强的冰点下降效应、高渗透压、低吸湿性、低粘度等，故易于控制降低水分活度，这有利于提高食品的保存性能。赤藓醇在25℃36%的水溶液，水分活度为0.91。

耐热耐酸性：在各种食品加工条件下，对酸和热相当稳定，不分解，不变色，不产生美拉德反应。

生理功能^[2]

糖类在人体中被利用的过程：以淀粉为例，它是首先被淀粉酶降解成单糖—葡萄糖之后，到小肠部分才被吸收进人血液。在胰岛素的作用下，葡萄糖进人细胞，进一步代谢最终成为二氧化碳和水。所有其他糖类，包括双糖，均必须降解为单糖才被吸收，山梨醇和甘露醇等糖在小肠中吸收缓慢，到达大肠后，能被细菌发酵，增加菌体量并产生脂肪酸、甲烷和氢气。脂肪酸进人肝脏，进一步代谢，产生能量和二氧化碳.由于赤藓醇的分子很小，在小肠中，可以很快被吸收，只有很少量进人大肠，被发酵分解。实验证明，在一次口服259赤藓醇中，3h内，几乎有40%的赤藓醇在尿中被排泄。大约24h内，有80%的摄人量均被排出。未从尿中排出的部分，少量在结肠进行发酵分解，其大部分从粪便中排出。

热值：由于赤藓醇虽然能被吸收，但人体缺乏代谢赤藓醇的酶系，所以在小肠吸收进人体内不被代谢而排泄，大约20%进人大肠，在大肠约50%被细菌分解利用，故赤藓醇进人体内至多只有10%被利用。

耐受性：赤藓醇具有高的耐受性，是糖醇中表现较为突出的品种。所以一般糖醇一次性摄人限于209以下。如分散分批食用，每天最多509。其主要原因是糖醇进人大肠的腹胀肠鸣和腹泻现象。所以糖醇可以作为便秘病人的通便剂。而赤藓醇大部分被小肠吸收，进人大很少，且有半数被排泄，故滞留在肠内数量很少，其产生的上述副作用也小，有人作过试验，其通便作用的无作用量和山梨醇及麦芽糖醇对比如下：

对糖尿病人的适应性：由于赤藓醇不被人体酶系统代谢，进人血液后最终从尿中排出，所以对糖代谢过程没有影响。试验证明，当每kg体重摄人gl赤藓醇后，血浆葡萄糖和胰岛素没有变化.即使3h以后，也未发现变化，所以糖尿病人食用赤藓醇是安全的。

防龋齿性：由于口腔中的细菌不能利用和发酵赤藓醇，特别是普遍认为的产生龋齿的链球菌不能在赤藓醇中生长，所以食用赤藓醇不会产生口腔中pH值下降和产生新的牙斑。

用途^[1-2]

赤藓醇用于食品和其他糖醇比，最突出的优点是，有较大的耐受量，不会因食用无糖甜食品(以糖醇代替蔗糖)而导致腹泻，消费者比较放心食用。作为低热量甜味剂，其热量仅为蔗糖的十分之一，而且赤藓醇吸湿性较低，结晶粉末状，故可以作为餐桌用糖尿病人和不愿吃糖消费者的甜味剂。即使有的希望增加甜度时，当配人糖精、甜菊昔等高倍甜味剂时，赤藓醇有掩盖这些高倍甜味剂后苦味的功效。由于赤藓醇易于结晶，口感和蔗糖相似，所以是蔗糖甜食品的良好代用品，特别适合于制造巧克力。用赤藓醇取代蔗糖生产甜食品，使原有产品的热量降低，并保持原有食品的品质。用赤藓醇替代降低热量的值，各种食品的要求有所不同.如餐桌用甜味剂能降热值90%，巧克力为34%，口香糖为85%，奶油软糖65%，松糕25%.

制备^[3]

一种以豆渣为主要原料制备赤藓醇的方法，具体步骤包括以下几个方面：

1）豆渣含水量调控：豆渣烘干脱水后，通过添加蒸馏水，控制其预发酵湿度，制成豆渣培养基。其中，步骤1中添加的水分含量在30%~80%，优选为60%。

2）豆渣预发酵：上述豆渣培养基中接入A.elegans孢子，充分混匀后静置发酵，发酵结束灭菌烘干备用。其中，步骤2中所用的毛霉菌株为腐乳制造业常用的雅致放射毛霉（Actinomucorelegans），保藏号CGMCCNO.3.2927。在PDA斜面上活化后，以四层纱布过滤得孢子，甘油管保存待用。所述的毛霉接种量为1×10⁵~1×10¹⁰个细胞/100克干豆渣，优选为1×10⁸个细胞/100克干豆渣。

所述的豆渣预发酵温度为26~32℃，优选为30℃。所述预发酵天数为3~15天，优选为5天。所述灭菌条件为115℃灭菌30分钟，于60℃下烘干。

3）赤藓醇发酵培养基确定：将所得预发酵干豆渣用于赤藓醇液体发酵，确定最适碳源添加量、渗透压调节剂及其添加量。预发酵干豆渣的添加量为20.0~80.0g/L，优选为30.0g/L。步骤3中，以氯化钠和氯化钾为渗透压调节剂，优选为氯化钠；添加浓度为0~100g/L，优选为40g/L；以预处理豆渣为原料的赤藓醇发酵培养基中，无需额外添加其他营养元素。

4）赤藓醇发酵：在上述培养基中接入Y.lipolytica细胞，控制培养基pH，在一定条件下培养一段时间后，采用HPLC法测定发酵液中的赤藓醇产量。

主要参考资料

[1] 实用精细化工藓典

[2] 赤藓醇

[3] CN201710679661.5一种以豆渣为主要原料制备赤藓醇的方法