赤藓糖醇(12.3.4-丁四醇)是一种分子量为122.2的四碳糖醇,英文名为1.2.3.4-butanetetrol。它外观为白色结晶粉末,粘度较低。其熔点为121℃,沸点为329-331℃,溶于水会吸收较多能量,溶解热为-180J/g。相对甜度为蔗糖的0.6-0.7,能量值特别低,仪为蔗糖发热量5～10%(赤藓糖醇热值为1.7kJ/g,蔗糖为16.7kJ/g),赤藓糖醇热量在所有糖醇中也是最低的。赤藓糖醇在食品、药品、化工产品等生产领域中有着广泛的应用。赤藓糖醇小参与美拉德反应,不影响糖代谢,适合糖尿病人食用。因为口腔细菌不能利用它,不生成不溶性葡聚糖,不产生乳酸,所以其不会导致龋齿。赤藓糖醇吸湿性能低、具有清凉的口感,其结晶性好,热值低,十分适合应用于口香糖、糖裂等忌湿食品中。在医学界,赤藓糖醇常用来掩盖药品的味道,在改善药品口感方面非常有效。赤藓糖醇常用于替代品来生产低热值的功能性食品,满足糖尿病人肥胖病患者、高血压病人和心血竹病人对甜味剂的特殊需求。在化学工业,赤藓糖醇可作为中间体生产有机物,在合成树脂以及喷料、弹药制造等方面具有广阔的应用前景。目前赤藓糖醇的生产方法主要有生物提取法、化学合成法、微生物发酵法。赤藓糖醇可以从苔鲜及某些水果中提取。这种方法需要大量的原材料,生产效率低,因此没有得到广泛推广。高温下用镍做催化剂,可以由双醛淀粉加氢还原成赤藓糖醇。因为化学合成法效率非常低,所以没有被工业化应用。以玉米或小麦等淀粉含量高的粮食产品作原料,用淀粉酶作为催化剂,使其降解为葡萄糖,再由产赤藓糖醇菌株,将发酵液发酵后经结晶干燥分离即可制得赤藓糖醇。对比化学合成法,发酵法发醇过程温和易控制,适合大规模生产。所以现在微生物发醇法是最常用的生产赤藓糖醇的方法近年来,发畔法生产赤藓糖醇受限于菌株和原材料,生产成本高,因此价格高,这使其广泛应用受到了限制。因而如何能提高赤藓糖醇产量是赤藓糖醇工业生产的关键,通过优化发酵培养基组成及发酵条件来提高产量成为了研究的热点。本研究是对实验室通过紫外诱变、细胞融合后的一株假丝酵母进行发酵条件优化,首先采用单因素试验对影响赤藓糖醇产量的培养基进行研究,然后采用响应面法来逐渐优化培养基的组成和发酵条件,确定最佳的培养基组成,发酵温度,pH值等。在前人研究的基础上,本实验将高渗假丝酵母RH-UV-L4-F9发酵产赤藓糖醇的碳源山葡萄糖替换成了糖蜜,将氮源由牛肉膏、酵母膏、蛋白胨替换成了玉米浆,通过这种替换进行试验,如果可以生产出高产量的赤藓糖醇,那么就可以大大地降低生产成本,变废为宝,将糖蜜玉米浆转化成高产量功能性食品,满足工业化生产地需要,减少环境污染,具有广阔的工业生产前景。通过单因素试验和响应面试验,得出最佳发酵培养基组成为初始糖蜜43.0%、玉米浆2.1%、KH2PO44.7g/L,最佳发酵条件为温度32.3℃,pH5.1,摇床转速176r/min,此时赤藓糖醇产量达到167.10mg/ml。经过发酵条件优化赤藓糖醇产量得到了大幅度的提高。重复试验2次,取平均值,得到赤藓糖醇产量166.89mg/mL与预测值167.10mg/mL拟合较好,说明回归方程为生产赤藓糖醇提供了一个较合适的模型。采用上述工艺流程及发酵条件,在5L标准发酵罐中进行赤藓糖醇发酵,共进行三次,赤藓糖醇产量分别为169.2mg/mL、171.7mg/mL、170.4mg/mL均超过了菌株摇瓶发酵实验的产量水平,平均值为170.4mg/mL,表明发酵罐发酵实验的成功。通过摇瓶优化试验和发酵罐试验大大提高了赤藓糖醇产量。赤藓糖醇的研究与应用推广,对提高我国人民的身体健康、促进功能性食品行业的发展进步有重要作用。该试验结合吉林省玉米资源优势,转化生产功能性糖醇,为玉米深加工发展提供了新的途径,对地方经济发展具有较大的促进作用。