¿El eritritol es seguro?

El eritritol es un nuevo tipo de edulcorde poliol con bajo poder calorífico, buena cristalinidad, buen sabor, baja higroscopicidad, no cariogénico, seguro para diabéticos, muy estable al calor y al ácido, no fermentable y no causa molestias gastrointestinales. Tiene las ventajas de no dorarse o descomponbajo condiciones normales de procesamiento de alimentos, y es conocido como un ingrediente de "cero" calorías. Se encuentra ampliamente en hongos (como algas marinas y setas), frutas (melones y uvas, etc.), y diversos alimentos fermentados (como el vino, goma de mascar, sake, salsa de soja, etc.). También está presente en los tejidos y líquidos corporales de los seres humanos y los animales, como la sangre, el semen y la orina. La distribución del eritritol en la naturaleza se muestra en la tabla 1.

A medida que la tecnología para producir eritritol por fermentación madura, los costos de producción se reducirán aún másapplication fields deerythritol will continue to expand due to its special physiological and metabolic properties and application functions.

1 propiedades fisicoquímicas y características fisiológicas y metabólicas del eritritol

1.1 propiedades fisicoquímicas del eritritol [2,3]

Eritritol es un poliol de cuatro carboncon el nombre químico 1,2,3,4-butanetetrol y la fórmula molecular C − H − O. Es una molécula simétrica y se produce en la forma racémica. El peso molecular es 122.12, el punto de fusión 119°C, el punto de ebulli329-331 °C, y el calor de la solución -96.86 kJ/kg.

eritritol is a white, shiny powder or crystal that is soluble in water. Its aqueous solution is a colorless, non-viscous liquid. Its chemical properties are similar to those of other polyhydric alcohols. It does not contain reducing aldehyde groups, is stable to heat and acids (applicable pH 2–12), and has a lower molecular weight and higher solution osmotic pressure than sorbitol, mannitol, xylitol and other sugar alcohols.

Características de dulzor 1.1.1

El eritritol es 70% a 80% tan dulce como la sacarosa, con una sensación de enfriamiento en la boca, dulzura pura, similar a la sacarosa, sin regusto, y puede ser mezclado con sacarina, aspartamo y otros edulcorantes para enmascarsabores desagradables.

1.1.2 alto calor de solución

El calor de disolución del eritritol es -96.86 kJ/kg, que es tres veces el de la glucosa. Absorbe más energía cuando se disuelve en agua, y tiene una sensación de boca fría cuando se consume.

1.1.3 baja higroscopicidad

El eritritol tiene buena cristalinidad y no absorbe humedad. Sigue siendo no higroscópico a una humedad relativa del 90% a 20°C, y es adecuado para el procesamiento de caramelos de chocolate.

1.1.4 baja solubilidad

Su solubilidad a 20°C es sólo 37%, que es aproximadamente el 50% de la solubilidad del sorbitol. Cuando se elaboran alimentos altamente dulces, debe mezclarse con otros alcohodel azúcar para evitar la cristalización y mantener la estabilidad de la textura de los alimentos.

1.1.5 fuerte resistencia al calor y al ácido, estable al calor y al ácido

El eritritol es altamente resistente al calor y no se descompone incluso a altas temperaturas (160°C). Es estable al calor y al ácido, no se descompone, destiñe o sufre la reacción de Maillard, y es adecuado para el procesamiento de alimentos donde el color es crítico.

1.1.6 baja actividad hídrica y alta presión osmótica

Debido al pequeño tamaño deMoléculas de eritritolEl peso molecular es solo 1/3 del de la sacarosa, lo que puede reducir en gran medida la actividad del agua. La actividad acuosa de una solución acuosa de 25°C, 36% es 0,91; Y eritritol tiene una alta presión osmótica. La presión osmótica de una solución acuosa de 20°C al 15% es de 461,5 KPa, que es 3,2 veces la de la sacarosa y 1,8 veces la del sorbitol. Esta característica de eritritol es beneficioso para la mejora de 0,15% de la presión osmótica solución acuosa de 461,5 KPa, 3,2 veces la de la sacarosa, 1,8 veces la de sorbitol. Esta característica del eritritol es conducente a mejorar la capacidad conservante de los alimentos y extender la vida útil de los alimentos.

1.1.7 depresión del punto de congelación y características de visco.

El eritritol tiene una molécula pequeña y un efecto significativo en la reducción del punto de congelación. El punto de congelación de una solución acuosa de 25℃, 30% p/p de eritritol es -4.1℃. En comparación con otros alcohode azúcar, la disminución del punto de congelación del eritritol es significativa, mientras que la viscoen este momento es de sólo 3,0 − 10- − Pa·s.

1.2 funciones fisiológicas y características metabólicas

1.2.1 metabolismo único y baja capacidad de producción

El eritritol es fácilmente absorbido en el intestino delgado, la mayoría de los cuales entra en la circulación sanguínea, y sólo una pequeña cantidad entra directamente en el intestino grueso para ser fermentado como una fuente de carbono. Dado que el cuerpo humano carece del sistema enzimpara metabolizar eritritol, el eritritol que entra al torrente sanguíneo no puede ser digerido y degradado, y solo puede ser excretado del cuerpo a través de los riñones en la orina. Esta característica metabólica única determina el bajo poder calordel eritritol.

Según los informes de la literatura [2],80% del eritritolQue entra en el cuerpo se excreta en la orina, y alrededor del 20% entra en el intestino grueso. El 50% del eritritol que entra en el intestino grueso es utilizado por las bacterias. De esto, se puede ver que a lo sumo sólo el 5% ~10% del eritritol ingeries metabolizado y utilizado como energía por el cuerpo humano proporciona energía para el cuerpo humano. El valor energético del eritritol es de 836 a 1672 J/g, que es sólo del 5% al 10% de la energía de la sacarosa. Es la energía más baja entre todos los edulcorantes de alcohol polihídrico. Según el Ministerio japonés de salud, trabajo y bienestar social#39;s método para evaluar el valor calórico de los azúcares (Wei Xin No. 71, 1991), el valor calcaldel eritritol es 0. Además, de acuerdo con las "normas para el etiquetado nutricional de los alimentos (borrador)" publicado por el Ministerio de salud, trabajo y bienestar de Japón en octubre de 1995, el 71) determinó que el valor calórico del eritritol es 0. Además, de acuerdo con el "borrador de las normas de etiquetado de nutrición alimentaria" publicado por el Ministerio de salud y bienestar del Japón en octubre de 1995, el coeficiente de conversión calórica (J/g) del eritritol es 0[4]. El valor calórico (J/g) de varios compuestos de alcohol de azúcar se muestra en la tabla 2[S].

1.2.2 alta tolerancia, pocos efectos secundarios

Un gran número de experimentos animales y clínicos han demostrado que el eritritol es seguro y no tóxico, no tiene toxicidad teratogénica, no causa mutaciones cromosómicas, no afecta la reproducción y el desarrollo, no es cancerígeno, no estimula el crecimiento tumoral, es bien tolerado por el tracto digestivo, no tiene un efecto significativo en el metabolismo de pacientes diabéticos y no tiene efectos secundarios en el control del azúcar en la sangre [6.7]. Desde eritritol entra en el cuerpo y el 80% de la misma puede ser rápidamente absorbido en el intestino delgado, evitando los efectos secundarios de la diarrea y la flatulencia que puede ser causada por sustancias que no se absorben, eritritol es altamente tolery es uno de los alcohode azúcar más toler. Dado que sólo una pequeña cantidad entra en el intestino grueso y el 50% se excreta, muy poco permanece en los intestinos y causa muy pocos efectos secundarios [8].

1.2.3 idoneidad para diabéticos

Dado que el cuerpo humano carece del sistema enzimpara metabolizar eritritol, la mayor parte del eritritol que entra al cuerpo se excreta en la orina. Su ruta metabólica es independiente o raramente dependiente de la insulina, por lo que no tiene efecto sobre el metabolismo de la glucosa. Los alimentos que contienen eritritol son seguros para grupos de consumidores especiales con un consumo limitado de azúcar, como los diabéticos.

1.2.4 propiedades no cariogénicas

Debido aque las bacterias en la boca, especialmente Streptococcus mutans, no pueden usar y fermentar eritritol, no causa una disminución en el pH de la superficie del diente en la boca, resultando en placa y caries dental. 1.2.5 promueve la proliferación de bifidobacterias.

Investigación sobre elutilization of erythritolPor las bacterias intestinales ha demostrado que el eritritol tiene un efecto proliferativo significativo sobre las bifidobacterias en el intestino.

2 proceso de producción de eritritol

Los métodos de producción de eritritol incluyen principalmente síntesis química y fermentación.

2.1 síntesis química de eritritol

Chemical synthesis can be achieved by reacting butene-2,1-diol with hydrogen peroxide. Butene-2,1-diol is produced by first making 2-butene-1,4-diol from acetylene and formaldehyde, and then mixing the aqueous solution with an active nickel catalyst and adding a inhibitor, ammonia. Hydrogenation is carried out at 0.5 MPa to obtain erythritol. The chemical synthesis method using starch as a raw material is to use the periodate method to generate starch aldehyde, and then oxidize and crack it to generate erythritol and other derivatives [10]. The chemical synthesis method for producing erythritol has disadvantages such as a long process, high cost, serious pollution, high requirements, and poor product safety, and cannot be compared with the fermentation method. Therefore, the most researched and applied method is the fermentation method using starch as a raw material to Producir eritritol.

2.2 método de fermentación microbiana para la producción de eritritol

El método de fermentación utiliza la hidrólidel almidón para producir glucosa como materia prima, que es fermentpor una cepa de levadura osmotolerante para producir eritritol y una pequeña cantidad de subproductos como ribitol y glicerol. Después de la separación, extracción y purificación, se obtiene un producto de eritritol de alta pureza, con un rendimiento de producto de aproximadamente el 50%. En comparación con la síntesis química, tiene las ventajas de condiciones suaves, fácil control, respeto del medio ambiente, menos contaminación, seguridad del producto, fuentes abundantes de materia prima, y bajo costo. También es más fácil lograr la producción a gran escala.

Yeast can produce erythritol. This was first proposed by Binkey and Wolfrom in 1950 [11]. In 1956, Spencer et al. from Canada discovered that high-osmotic yeast can also ferment sugars to produce erythritol when studying the production of glycerol by high-osmotic yeast [12]. Subsequently, Japan, South Korea, Belgium and other countries have carried out research on the production of erythritol by fermentation. Japanese scholars isolated, screened, and induced breeding from samples such as soil, fermented foods, fruits, and pollen to obtain a high-osmotic-tolerant yeast strain Aureobasidium sp. SN-115 that produces erythritol, with a yield of 50% using glucose as the raw material [13]. Jinb et al. in South Korea screened a strain of high-osmotic-pressure-tolerant Candida sp. which can produce 141 g/L erythritol with a yield of 47% when fermented at 35 °C using glucose as the raw material [16].

Los estudiosos taiwanshie et al. examinaron 28 bacterias productoras de eritritol, de las cuales la cepa 166-2 puede fermentar 30% de glucosa para producir 110,0 g/L de eritritol [15]. Hasta ahora, los microorganismos productores de eritritolos estudiados han sido principalmente algunas levaduras osmotoleraisladas de colmenas, miel y pol[3], como Aureobasidium, Moniliella, Torula, Trichosporon, Trichosporon oides, Candida, Pichia, Torulopsis y Trigonopsis.

Las principales cepas utilizadas actualmente en la producción industrial de eritritol son la cepa mutante de Aureobasidium sp. de Japón; Candida magnoliaeu de Corea del sur; Y Trigonopsis variabilis, Trichosporonoides megachiliensis, Trichosporonoides, y Pichia sp. de los Estados Unidos. La universidad Jiangnan [16] y el Instituto Jiangsu de microbiología [17] en China también han llevado a cabo investigaciones sobre la producción de eritritol por fermentación, pero no ha habido informes de su aplicación en la producción. En la actualidad, algunas empresas nacionales como Shandong Huanyu han llevado a cabo la producción en lotes de eritritol, y una pequeña cantidad del producto se ha lanzado al mercado.

Shandong Instituto de investigación y diseño de la industria de fermentación de alimentos se ha comprometido a la investigación deerythritol production technology by fermentation since 1992. After more than ten years of hard work, a strain of osmotolerant yeast was obtained by screening samples such as pollen and honey.

Después del aislamiento natural, tratamientos múltiples de mutagenesis, domesticación y otros métodos, la cepa 's capacidad de tolerar alto azúcar ha alcanzado más del 50%. Utilizando almidón hidrolizado como materia prima, el rendimiento de eritritol puede alcanzar más de 180g/L y la tasa de conversión puede alcanzar más del 50%. En la actualidad, la prueba piloto y prueba de producción de la tecnología del proceso de fermentación de eritritol y la tecnología de extracción se han completado, y la pureza del producto puede alcanzar más del 99%. Los resultados preliminares de la investigación muestran que las bacterias productoras de eritritol obtenidas a través de la cría tienen un rendimiento estable, condiciones de fermentación floja que son fáciles de controlar, velocidad de fermentación rápida, bajo azúcar residual en la fermentación, y pocos subproductos de la fermentación. Son una excelente cepa para la producción de eritritol. Todo el proceso de producción y la ruta técnica determinada por la investigación es simple y fácil de implementar, y es adecuado para la producción industrial. En la actualidad, las condiciones técnicas para la producción industrial a gran escala de eritritol están en su lugar.

3 aplicaciones de eritritol

3.1 aplicaciones de eritritol en la industria alimentaria

En 1990 se aprobó el reglamento alimentario japonésEritritol como ingrediente alimenticio directo. En 1997, fue aprobado por la administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos (FDA), obtuvo el US FDA' certificación s GRAS (generalmente reconocido como seguro) y se le permitió etiquetar "bueno para la salud dental". En 1999, el comité conjunto de expertos FAO/ OMS sobre aditivos alimentarios (JECFA), un organismo conjunto de la organización de las naciones Unidas para la agricultura y la alimentación (FAO) y la organización mundial de la salud (OMS), el comité conjunto de expertos en aditivos alimentarios (JECFA) aprobó el eritritol como edulcoralimentario sin especificar un valor ida; En 1999, la autoridad alimentaria de Australia y nueva Zelanda (AN, A) aprobó el eritritol como un ingrediente comesti[6], y China también permite su uso en alimentos en el estándar GB 2760.

Erythritol, as a new functional food sweetenerQue está empezando a ser utilizado internacionalmente, tiene una amplia gama de usos en la industria alimentaria debido a sus propiedades fisiológicas y metabólicas únicas, tales como su baja higroscopicidad, bajo poder calorífico, buena cristalinidad, propiedades no cariogénicas, e idoneipara diabéticos. Debido a su buena estabilidad térmica y ácida, el eritritol difícilmente causun oscurecimiento o descomposición bajo condiciones normales de procesamiento de alimentos, y no causun oscurecimiento durante el proceso de ebullia alta temperatura de la producción de caramduro. Esto tiene un impacto significativo en la calidad del chocolate. La alta estabilidad térmica del eritritol permite que el refinado se lleve a cabo a temperaturas más altas, lo que promueve aún más la formación de sabor chocolate y mejora la calidad del producto. El eritritol tiene una pobre higroscopicidad, y bajo condiciones de alta humedad, no es propenso a la absorción de humedad, incluso en ambientes con humedad superior al 90%. Esta característica es particularmente importante en el procesamiento de alimentos como el chocolate y la goma de mascar.

Los experimentos han demostrado que cuando10 g de eritritolSe disuelve en 90 g de agua, la temperatura puede bajar en 4,8 °C. Cuando 17 g de eritritol se disuelve en 100 mL de agua a 22 °C, hay un efecto de enfriamiento de aproximadamente 6 °C. La alta absorción de calor del eritritol hace que el producto se sienta fresco y refrescdespués del consumo. Cuando 17 g de eritritol se disuelve en 100 mL de agua a 22 °C, hay un efecto de enfriamiento de aproximadamente 6 °C. La alta absorción de calor del eritritol hace que el producto tenga una sensación refrescante y de enfriamiento de larga duración después del consumo, que es muy importante para mejorar la calidad de la goma de mascar, bebidas sólidas refrescantes y dulces.

El eritritol tiene un dulzor limpio y puede enmascarefectivamente el sabor de los edulcorantes de alta intensidad como el azúcar de proteína y la stevíacuando se usa en combinación con estos edulcorantes. El eritritol también puede reducir el olor peculiar del olor del alcohol, mejorando el sabor y el sabor de los licores destilados y el vino. Cuando se utiliza en bebidas de jugo vegetal, puede suprimir eficazmente el sabor indeseable único a las bebidas vegetales. Cuando se añade a café, puede suprimir efectivamente el sabor astringente de café. La resistencia al calor y al ácido del eritritol significa que la pasteuri, los procesos de esterilia alta temperatura o ultra alta temperatura no afectarán la apariencia de las bebidas endulzadas con eritritol.

3.2 la aplicación del eritritol en la producción de medicamentos y productos sanitarios

Erythritol has very low calories and is known as a “zero” calorie sweetenerPor lo que puede ser utilizado para producir diversos alimentos saludables bajos en calorías, alimentos dietéticos y bebidas. Debido a su especial mecanismo fisiológico metabolismo y la característica de no afectar los niveles de glucosa en la sangre, eritritol puede ser utilizado para desarrollar alimentos funcionales o bebidas para pacientes con diabetes y otra intolerancia a la glucosa. El eritritol no es cariogénico y no puede ser utilizado por bacterias patógenas como Streptococcus mutans. Por lo tanto, los dulces y productos especiales de limpieza dental hechos de eritritol tienen un efecto positivo en la protección de los niños#39;s salud bucal. En la industria farmacéutica, el eritritol se puede utilizar como agente aromatizante para medicamentos y como excipiente para comprimidos, lo que puede mejorar efectivamente el sabor de los medicamentos. Estudios recientes también han demostrado que el eritritol derivado dihidroxi eritritol tiene actividad anti-VIH [10]. Nitro eritritol, que se forma por la nitración de eritritol, puede ser utilizado en fármacos para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares y pacientes asmáticos [2].

3.3 aplicaciones del eritritol en otras industrias

In the chemical industry, erythritol is used as an intermediate in organic synthesis and has broad application prospects in the synthesis of alkyd resins, polyesters, polyethers, paints, explosives, etc. In cosmetics, erythritol can partially replace glycerin. Since most microorganisms cannot use erythritol, it can prevent the deterioration of cosmetics. In addition, erythritol can be used as a raw material to synthesize some rare products, such as the production of the rare L-erythrulose from erythritol as a substrate. Rahman et al. [18] in Japan introduced the technology of producing L-erythrulose by microbial oxidation of erythritol and isomerization of L-ribose isomerase, with a yield of 18%. Then it is purified by an ion exchange column, and 1. 7g of pure L-erythritol. With the rapid development of science and technology, new uses for erythritol will continue to be developed.

La tecnología para producir eritritol fermentando almidón como materia prima es cada vez más madura. Debido a las abundantes fuentes de materia prima, el proceso de producción amigable con el medio ambiente, la alta seguridad del producto, y el hecho de que puede ser considerado puramente natural, este proceso seguramente se convertirá en la principal ruta tecnológica para la producción de eritritol. Con la mejora continua de la tecnología de producción, la calidad del producto seguirá mejorando, los costos de producción seguirán disminuyendo y el producto tendrá una mayor competitividad en el mercado.

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