一、赤蘚糖醇的理化性質(zhì)

1、來(lái)源與種類

赤蘚糖醇，又名原藻醇、赤絲草醇，是一種自然界中廣泛存在的天然活性物質(zhì)。海藻、地衣、蘑菇、甜瓜、葡萄以及常見(jiàn)的發(fā)酵食品醬油、葡萄酒、口香糖等中均有赤蘚糖醇的存在。另外，動(dòng)物的眼球、血漿、胎液中也能少量檢測(cè)到。目前，赤蘚糖醇的生產(chǎn)方法主要有三種，即生物提取法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法。相較而言，微生物發(fā)酵法因其生產(chǎn)條件溫和、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、食品安全性高而成為最為理想的赤蘚糖醇生產(chǎn)方法。目前，國(guó)內(nèi)外均采用微生物發(fā)酵法大規(guī)模生產(chǎn)赤蘚糖醇，所用微生物多為食品級(jí)高滲酵母，如假絲酵母屬（Candida）、畢赤氏酵母屬（Pichia）、三角酵母屬（Trigonopsis）、叢梗孢酵母屬（Moniliella）、球擬酵母屬（Torulopsis）、絲孢酵母屬（Trichospornides）、漢森（氏）酵母屬（Hansenula）、耶氏酵母屬（Yarrowia）等屬。

2、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

赤蘚糖醇，學(xué)名為1，2，3，4-四丁醇，分子式為C₄H₁₀O₄，分子量為122.1198，結(jié)構(gòu)如圖1。赤蘚糖醇為無(wú)氣味的白色結(jié)晶性粉末，相對(duì)甜度為0.65，易結(jié)晶，易溶于水，對(duì)酸和熱的穩(wěn)定性高，與強(qiáng)氧化劑不相溶。與木糖醇、山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇等各類功能性糖醇相比較，具有分子量較低，溶液滲透壓高，低吸濕性等特點(diǎn)。
 

3、安全性與法規(guī)

開(kāi)發(fā)研究某種新食品資源時(shí)，其原材料以及添加劑的安全性是應(yīng)該首要考慮的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)對(duì)赤蘚糖醇的安全性進(jìn)行了一系列的動(dòng)物和臨床試驗(yàn)，其結(jié)果表明赤蘚糖醇生物耐受性好，安全無(wú)毒，并且對(duì)糖尿病人安全，體內(nèi)不發(fā)酵，不會(huì)引起腸胃不適。

日本食品法規(guī)早在1990年已批準(zhǔn)赤蘚糖醇可直接作為食品配料；美國(guó)食品與藥品管理局（FDA）于1997年批準(zhǔn)赤蘚糖醇獲得美國(guó)安全食品配料（GRAS）認(rèn)證和允許在標(biāo)簽上標(biāo)注“有益于牙齒健康”；世界糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）聯(lián)合組成的食品添加劑專家委員會(huì)（JECFA）于1999年批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為食用甜味劑，無(wú)需規(guī)定ADI值；1999年澳大利亞和新西蘭食品監(jiān)督局（AN、A）批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為食用配料；我國(guó)衛(wèi)生部也于2008年5月份正式發(fā)布了關(guān)于批準(zhǔn)赤蘚糖醇等新資源食品的公告，允許赤蘚糖醇在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用。另外，加拿大衛(wèi)生部于2016年公布批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為甜味劑加入部分碳酸飲料。同年，歐盟發(fā)布委員會(huì)實(shí)施條例批準(zhǔn)赤蘚糖醇作為風(fēng)味增強(qiáng)劑用于低能或無(wú)添加糖調(diào)味飲料，并允許赤蘚糖醇作為食品添加劑用于有機(jī)食品中。

二、赤蘚糖醇的應(yīng)用赤蘚糖醇有良好的理化特性和生物學(xué)活性，在食品加工業(yè)，醫(yī)藥行業(yè)、日化行業(yè)等諸多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用及良好的前景。

1、食品加工業(yè)的應(yīng)用由于赤蘚糖醇熔點(diǎn)低，熱量低，吸濕性低，甜味協(xié)調(diào)性好，溶解時(shí)吸熱多，而且對(duì)酸、熱的穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)良特性，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。

早在20世紀(jì)80年代，日本率先推出添加赤蘚糖醇的無(wú)糖茶飲料，受到消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可。現(xiàn)在越來(lái)越多的低糖低熱量型飲料以及糖果、口香糖、巧克力等甜食中使用赤蘚糖醇以適應(yīng)市場(chǎng)需要，滿足消費(fèi)者健康的要求。此外，赤蘚糖醇還具有抗氧化性，可以清除自由基并抑制其生成。已有文獻(xiàn)報(bào)道，在檸檬汁飲料中加入赤蘚糖醇，不僅是提升飲料的口感，還可以對(duì)飲料中的維生素起到保護(hù)作用，延長(zhǎng)上架期。

由于人體內(nèi)沒(méi)有代謝赤蘚糖醇的酶系，赤蘚糖醇進(jìn)入人體后，不參與糖的代謝，幾乎不會(huì)引起血糖的變化，大部分通過(guò)腎從尿液中排出體外。這一獨(dú)特的代謝特點(diǎn)，使得赤蘚糖醇對(duì)糖年病人等糖限量的特殊消費(fèi)人群是安全的。因此，赤蘚糖醇被廣泛應(yīng)用于糖尿病、葡萄糖不耐受癥、肥胖病等特殊人群的功能食品和飲料中。

隨著“綠色烘焙”理念的興起，在烘焙產(chǎn)品中以赤蘚糖醇代替部分蔗糖，保持良好的口感的同時(shí)，還可以防潮，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期?？ǚ蚬驹谄鋳W利奧系列產(chǎn)品中添加赤蘚糖醇，使餅干熱量降低的同時(shí)還增加了獨(dú)特的清爽口感。

赤蘚糖醇具有較好的結(jié)晶性能，王海蓉等通過(guò)實(shí)驗(yàn)用熔融共結(jié)晶法制備赤蘚糖醇-蜂蜜固態(tài)復(fù)配產(chǎn)品，保有蜂蜜的天然成分，解決了蜂蜜的加工、運(yùn)輸以及儲(chǔ)藏方面的難題。另外，赤蘚糖醇-蜂蜜共晶體還具有速溶性好、口味均一、食用方便等優(yōu)點(diǎn)，更便于蜂蜜的應(yīng)用。

在食品加工行業(yè)中，常需添加一些天然糖醇類化合物，不僅可以改善脫水食品和蛋白質(zhì)的部分功能特性，還可以可穩(wěn)定和保護(hù)溶液中的生物大分子、抑制大分子聚集體形成、抑制空氣—水界面的蛋白質(zhì)變性以及提高蛋白乳化液在不同環(huán)境因素條件下的穩(wěn)定性等。赤蘚糖醇作為一種極具應(yīng)用前景的天然甜味劑，受到食品行業(yè)越來(lái)越多的關(guān)注。周向軍等人研究發(fā)現(xiàn)在豌豆蛋白的分離提取中適度添加赤蘚糖醇，不僅可以有效的改善豌豆分離蛋白的結(jié)構(gòu)，還可以改善其起泡性、持水性、乳化性和表面疏水性等功能特性，為豌豆提取蛋白在食品行業(yè)的大規(guī)模，深度應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

赤蘚糖醇能夠促進(jìn)乙醇分子和水分子在溶液中的結(jié)合，不僅可以較大程度地縮短發(fā)酵周期，還可以有效地降低酒類飲品中酒精的異味和感官上的刺激，提升酒類飲品的品質(zhì)。赤蘚糖醇還可以明顯改善植物提取物、膠原蛋白、肽類等物質(zhì)的不良異味。因此，目前已有部分膠原蛋白類的產(chǎn)品配方中添加赤蘚糖醇改善口感。

2、醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用赤蘚糖醇的防齲特性是近年來(lái)赤蘚糖醇的一個(gè)應(yīng)用熱點(diǎn)。張帆等通過(guò)體外的人工齲實(shí)驗(yàn)證實(shí)，赤蘚糖醇和牛奶的混合液具有抑制變異鏈球菌在生物膜中黏附生長(zhǎng)，促進(jìn)脫礦牙釉質(zhì)再礦化的作用，可以在一定程度是阻止齲病的發(fā)展。未來(lái)，赤蘚糖醇-牛奶混合液，作為一種安全、營(yíng)養(yǎng)的食品，極有可能成為替代加氟牛奶成為另一條防齲的有效途徑。李維丹實(shí)驗(yàn)表明，赤蘚糖醇對(duì)牙周炎的主要致病菌牙齦卟啉單胞菌有明顯抑制作用，并能降低其在牙骨質(zhì)表面的黏附作用，為牙周病的防治提供了新的方向。此外，赤蘚糖醇還能抑制多種齲病致病鏈球菌及耐氟菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)酸。目前，越來(lái)越多的防齲產(chǎn)品使用赤蘚糖醇代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氟化物和抗生素。

赤蘚糖的抗氧化性，不僅是添加到檸檬汁飲料中保護(hù)VC，還可以應(yīng)用為一種體內(nèi)抗氧化劑，防止身體的氧化應(yīng)激損傷。韓春妮等通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表明，赤蘚糖醇可減輕H2O2對(duì)PC12細(xì)胞的氧化損傷程度，具有體外抗氧化損傷的作用，為赤蘚糖醇應(yīng)用于預(yù)防和治療機(jī)體氧化應(yīng)激引起的糖尿病及其并發(fā)癥提供了理論基礎(chǔ)。在鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠實(shí)驗(yàn)中，赤蘚糖醇不僅是一種極好的自由基清除劑和抑制劑，還具有保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞層的作用。此外，研究還表明，赤蘚糖醇對(duì)2，2’-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽引起的大鼠溶血有抑制作用，對(duì)減輕高血糖癥引起的血管損傷起到積極作用。

此外，赤蘚糖醇的吸濕性低、分散性好、口感優(yōu)良、與各種藥物兼容性好等特性，正越來(lái)越多的應(yīng)用于藥片包衣、藥劑輔料、吸入劑藥物載體或賦形劑等諸多領(lǐng)域。

3、日化行業(yè)的應(yīng)用

赤蘚糖醇因其防齲齒性，促進(jìn)牙菌斑分解，有利于維持口腔健康等優(yōu)勢(shì)已被應(yīng)用于牙膏中，KAO（花王）、LG竹鹽炫潤(rùn)白系列牙膏都添加有赤蘚糖醇。另外，赤蘚糖醇不僅具有和甘油相同的保濕及改善肌膚粗糙的效果，而且黏稠性低、有清涼效果，已被日本資生堂用于多個(gè)系列的護(hù)膚品中。

4、其他領(lǐng)域的應(yīng)用糖醇類物質(zhì)是一種來(lái)源廣泛的不可燃材料，Guex和Hormansdorfer等人在專利中首次描述了將糖醇用作熱能存儲(chǔ)的相變材料。在這些多元糖醇中，赤蘚糖醇受到的關(guān)注最多，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于廢熱回收利用、太陽(yáng)灶、吸收式制冷機(jī)、汽車?yán)鋮s液廢熱回收系統(tǒng)等。沈世樂(lè)以赤蘚糖醇作為相變材料主體，添加多壁碳納米管、己二酸、尿素、甘露醇等材料，改良赤蘚糖醇基有機(jī)相變材料的性能，擴(kuò)展了赤蘚糖醇復(fù)合相變材料的使用范圍。此外，赤蘚糖醇可以做高分子聚合物的組分和添加劑，生產(chǎn)聚醚多羥基化合物、醇酸樹(shù)脂、聚酯等。在化工方面，赤蘚糖醇還可作為有機(jī)合成的中間體，以及制造油漆、炸藥等產(chǎn)品的原料。

三、展望

前些年，由于赤蘚糖醇的價(jià)格較高，出于生產(chǎn)成本的考慮，使得很多領(lǐng)域上赤蘚糖醇的應(yīng)用受到了很大的限制。但隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)外赤蘚糖醇生產(chǎn)及提取技術(shù)的不斷更新，使其價(jià)格大幅度降低，為赤蘚糖醇大范圍的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。另外，因此，相信在不久的將來(lái)，赤蘚糖醇必將深入我們的生活，應(yīng)用于我們生活中的各個(gè)方面。

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