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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(xiàn)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?yōu)榇私g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(fā)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(jù)化源網(wǎng)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(jié)晶型粉末狀態(tài)，實際用于食品添加行業(yè)的產(chǎn)品主要來自發(fā)酵玉米淀粉的葡萄糖，與普通糖相比，產(chǎn)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(shù)據(jù)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(wěn)定性高等諸多優(yōu)點使得赤蘚糖醇被廣泛應用于食品加工行業(yè)，在烘培產(chǎn)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(zhì)量和口感，比如巧克力，采用了赤蘚糖醇之后，因為熱穩(wěn)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(chǎn)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(yī)藥行業(yè)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(zhì)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(zhì)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(fā)現(xiàn)赤蘚糖醇的抗氧化作用在糖尿病大鼠體內(nèi)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(shù)的糖醇進入人體之后，不會被人體吸收，而是經(jīng)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(jīng)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(fā)酵，使人產(chǎn)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(fā)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(chǎn)生環(huán)境污染，因此這里我們主要介紹一下生物發(fā)酵法：
1. 生產(chǎn)碎米糖液
(1) 淘洗秈米的副產(chǎn)物碎米，除去雜質(zhì)，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(diào)節(jié)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(yǎng)基底物，另一個儲罐作為發(fā)酵培養(yǎng)基底物待用。
2. 制備赤蘚糖醇發(fā)酵液
(1) 選擇叢梗孢酵母作為出發(fā)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(yǎng)基進行滅菌操作，然后接入一環(huán)埃西托叢梗孢酵母菌種，30攝氏度搖床培養(yǎng)24小時。 搖瓶培養(yǎng)基配方為：
① 葡萄糖200g/L
② 玉米漿干粉3g/L
③ 尿素5g/L
(3) 往培養(yǎng)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(jīng)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(jīng)過濾除菌后通入發(fā)酵罐，罐壓0.5兆帕，通氣量為0.5立方米/分鐘，培養(yǎng)條件為罐溫30攝氏度，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，培養(yǎng)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(fā)酵培養(yǎng)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(jīng)120攝氏度滅菌15分鐘后泵入發(fā)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(fā)酵。無菌空氣經(jīng)過濾滅菌后通入發(fā)酵罐，罐壓0.05兆帕，通氣量為1立方米/分鐘，轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵時間100小時。葡萄糖濃度下降到0.5%時達到發(fā)酵終點，得到含赤蘚糖醇的發(fā)酵液，其中赤蘚糖醇轉(zhuǎn)化率為43.3%，赤蘚糖醇含量135克/升。
3. 精制赤蘚糖醇
(1) 將發(fā)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(fā)酵液中菌體、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，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(zhì)，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(shù)為15倍，脫除發(fā)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(fā)器濃縮至原體積液的20%后送入結(jié)晶罐，結(jié)晶罐留種10%。結(jié)晶總時間60小時，其中養(yǎng)晶12小時，冷卻結(jié)晶48小時。常規(guī)離心分離，干燥包裝，制得白色結(jié)晶粉末就是赤蘚糖醇晶體，純度99%，水含量0.05%。
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