赤藓糖醇在非食品领域的应用与研究现状
薛雅莺贾慧慧杨海军
（保龄宝生物股份有限公司，禹城 251200）
摘要：赤藓糖醇是一种低热量的甜味剂，具有稳定性高，结晶性好等特点，在食品工业中应用广泛，除此之外，赤藓糖醇在其他工业领域应用前景也比较广阔。本文综述了赤藓糖醇在医药、化工领域的应用情况和研究动态，为其进一步的开发应用奠定基础。
关键词：赤藓糖醇；医药；化工；应用
Application and research status of erythritol in non-food science
XUE Ya-ying，JIA Hui-hui，YANG Hai-jun
（Baolingbao Biology Co, Ltd, Yucheng251200）
Abstract：Erythritol is a kind of low calorie sweeteners, which has high stability and good crystallinity can be used widely in food field. In addition, it also has a more widely used in industrial field. In this review the application and research trend of erythritol in medicine and chemical sector were briefly introduced, in order to lay a foundation for further application of erythritol.
Key words：Erythritol；Medicine；Chemical；Application
赤藓糖醇是一种采用生物技术生产的新型发酵低热量甜味剂，由于赤藓糖醇具有诸多优良特性，在食品工业中广泛应用于糖果（包括巧克力食品）、钙片、乳类饮料、焙烤制品、软饮料[1]~[3]等，除了在食品工业中的广泛应用外，赤藓糖醇还可应用于医药、化工等许多领域。
1 赤藓糖醇的性质
赤藓糖醇（Erythritol），又名原藻醇、赤兔草醇，化学名1，2，3，4-丁四醇，分子式为C4H10O4，有时译作赤藻糖醇，分子量为122.12，熔点119℃，沸点为329℃-331℃。在自然界分布广泛，如水果、蘑菇、地衣等均含有赤藓糖醇，另外，在发酵食品及哺乳动物体内也存在，是一种天然糖质，其化学性质与山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇等糖醇相类似。
1.1 甜味纯正
赤藓糖醇与蔗糖的甜味十分接近，无后苦味，还可与某些甜味剂复合使用，有效掩饰刺激性口味，改善溶液的口感或风味。
1.2稳定性高
赤藓糖醇适用的酸碱范围为pH2-12，在热、酸、碱条件下稳定，不分解、不变色、不发生美拉德反应。
1.3结晶性好、吸湿性低
赤藓糖醇吸湿性低，结晶性好，温度为20℃、相对湿度90%的环境中，放置5d后的吸湿增重，麦芽糖约为17%，蔗糖约为10%，赤藓糖醇仅为2%左右[4]。
1.4溶解热高
溶解热为-97.4J/g，由于溶解热较大，溶于水时，会吸收较多的能量，有很强的制冷作用，食用时有一种凉爽的口感特性。
1.5水分活度与渗透压
由于赤藓糖醇分子小，分子量仅为蔗糖的1/3左右，能大大地降低水分活度。25℃、36%的水溶液，水分活度为0.91；而赤藓糖醇渗透压高，20℃、15%的水溶液渗透压为186mosm/kg，是蔗糖的3.2倍，山梨醇的1.8倍。赤藓糖醇的这一特性有利于提高食品的防腐能力，延长食品的货架期[5]。
1.6冰点与黏度特征
赤藓糖醇分子小，有较明显的冰点下降效果，25℃、30%（w/w）的赤藓糖醇水溶液，冰点为-4.1℃，而与其他糖醇相比，赤藓糖醇冰点降低幅度较大，而此时的黏度仅为3.0mPa·s。
2 赤藓糖醇在医药领域的应用
2.1龋病预防
龋病是一种多因素所致的疾病，特别是与细菌因素中的变异链球菌有关[6]。川名部淳等人[7]以生成虫牙的Stmutans菌及其它口腔内细菌，用赤藓糖醇作实验，结果证实所用细菌均不能利用赤藓糖醇，不会产生乳酸及不溶性葡聚糖等。有研究表明[8]，赤藓糖醇可以使菌斑和唾液中变异链球菌的数量下降，同时当赤藓糖醇存在于变异链球菌的培养环境中3h后，对变异链球菌的抑制作用强于木糖醇。姚军等[9]的研究也表明赤藓糖醇具有抑制变异链球菌生长和产酸的作用，而且在高浓度下使用时，赤藓糖醇的这种效果优于木糖醇。牙膏是发挥赤藓糖醇有效防龋特性的良好载体，特别是针对儿童牙膏，赤藓糖醇比起氟在儿童中的使用更具有安全性，所以由赤藓糖醇制成的专用洁齿用品对保护儿童的口腔健康有积极作用[10]。因此，利用赤藓糖醇的抗龋齿性，提高人们生活水平有重要的意义。
2.2 矫味剂、赋形剂、崩解剂
赤藓糖醇结晶产品硬度强、分子量小、速溶性好，是一种良好的骨架原料，其溶解热比较大，会给口腔带来清凉舒适感，可兼作凉爽剂。同时，赤藓糖醇有良好的甜度及较高的溶解热、较好的成形性、无毒副作用，与药品、保健品中的功能性物质在无水条件下一起拌和压片可掩盖功能性物质的苦味、涩味等不良味道，是医药、保健品行业良好的矫味剂与赋形剂[11]。幸修锋等人[12]在对益生元低聚异麦芽糖（IMO）保健泡腾片制备过程中提出，赤藓糖醇与三氯蔗糖复配使用后在甜度和甜味上均有协同增效的作用，能使口感明显改善，并能掩盖强力甜味剂以及泡腾片成分中一些潜在的不良特性，减少收敛性，刺激性并且还带有凉爽的口感。成都维立有限公司运用赤藓糖醇突出的医疗和保健功效，研究开发赤藓糖醇泡腾片，用于糖尿病人营养补充和辅助治疗，同时改善肝功能和抗脂肪肝，该科技成果已申请专利[13]。
另外赤藓糖醇还可作为四硝基赤藓醇的合成前体，用于气喘病、心绞痛的治疗[14]。
3 赤藓糖醇在化工领域的应用
3.1蓄热材料
近几年来，蓄热技术，尤其是利用相变材料（Phase Change Material，PCM）的相变蓄热技术在太阳能利用、废热回收以及电力的“移峰填谷”等节能领域备受关注。赤藻糖醇是一种具有较高相变温度的PCM，它具有约119℃的熔点和340KJ/kg的溶解热，其单位重量的溶解热与冰大致相同，但由于比重大，其单位体积的溶解热是冰的1.4倍左右，是一种极具潜力的相变蓄热材料[15]。作为中温相变材料赤藻糖醇具有相变温度合适、相变潜热大、相变体积变化小、热稳定性好、无腐蚀、无毒、不燃、相容性好的优点，但具有导热系数低的缺点[16]。骆峰生[17]采用自发熔融浸渗工艺将高潜热固-液相变材料封装在三维开孔连通、高导热率的石墨化泡沫炭骨架中，采用优势组合制备出高导热、高储能且无需额外封装的复合相变储能材料，结果表明未添加赤藻糖醇的石墨化泡沫炭的压缩强度是4.05Mpa，而添加了赤藻糖醇的储能材料压缩强度是5.09Mpa，提高了26%。同时利用赤藻糖醇作为相变材料，研究不同形式的蓄热器[16][18]都能在不同程度上实现能量的储存和释放，为赤藻糖醇相变蓄热技术的应用提供理论基础。
3.2高分子材料
聚乳酸（PLA）是一种性能良好的高分子材料，具有良好的生物相容性及生物可降解性能，且对人、对环境无毒害作用，广泛应用于组织工程、药物控释和环境材料领域，但当PLA在作为生物医药材料应用于生物医学领域时，仍然存在亲水性差、细胞相容性待改善等不足，需要对其进行改性[19]。目前单糖类物质改性PLA的方法主要是丙交酯开环法，Hao等[20曾利用赤藓糖醇对PLA进行改性，并与丙三醇（甘油）、木糖醇、山梨醇等其他天然糖醇为核的星形聚乳酸（SPLA）进行了对比，发现所得聚合物分散度（Mw/Mn）比较低，而且这些3-6臂SPLA的臂越多，即含仲羟基越多，聚合速度越慢，晶体球粒生产速率和等温结晶速率越小，结晶度越低，提高了共聚物的热稳定性。
4 展望
国际上赤藓糖醇正取代普通食糖，甚至取代木糖醇，被作为健康时尚的选择，赤藓糖醇对酸、热稳定，在化学工业中还可作为中间体合成化学原料用于制造合成树脂、聚酯、聚醚多羟基化合物、表面活性剂等，同时它还可以代替甘油，作为化妆品的成分，延缓化妆品变质。另外，以赤藓糖醇为原料合成一些稀有产物，如以赤藓糖醇作为底物生产稀有的L-赤藓糖，日本Rahman等介绍了利用赤藓糖醇由微生物氧化和L-核糖异构化酶的异构化生产L-赤藓糖的技术，得率为18%，然后通过离子交换色谱柱纯化，10g的赤藓糖醇可以得到1.7g纯品L-赤藓糖[21]。
但是，目前国内对赤藓糖醇应用的研究大多集中在食品领域，医药化工领域的研究还比较少见，赤藓糖醇新的用途和应用领域还在不断开发之中。
参考文献
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