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149-32-6/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,其通便作用的最大无作用量和山梨醇及麦芽糖醇对比如下:

赤藓醇的生理功能是什么

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最大值,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、最佳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