¿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 más, y los campos de aplicación del eritritol continuarán expandiéndose debido a sus especiales propiedades fisiológicas y metabólicas y funciones de aplicación.

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.

El eritritol es un polvo o cristal blanco y brillante que es soluble en agua. Su solución acuosa es un líquido incoloro y no visco. Sus propiedades químicas son similares a las de otros alcohopolihídricos. No contiene grupos aldehídos reduc, es estable al calor y ácidos (aplicable pH 2-12), y tiene un peso molecular más bajo y una mayor presión osmótica de la solución que el sorbitol, manitol, xilitol y otros alcohode azúcar.

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 de las moléculas de eritritol, el peso molecular es sólo aproximadamente 1/3 de la 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 informes de la literatura [2], 80% del eritritol que entra al cuerpo se excreta en la orina, y cerca de 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 elUtilización de eritritolPor 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

La síntesis química se puede lograr reaccionando buteno-2,1-diol con peróxido de hidrógeno. El buteno-2,1-diol se produce haciendo primero el 2-buteno-1,4-diol a partir de acetileno y formaldehído, y luego mezclla solución acuosa con un catalizador de níquel activo y añadiendo un inhibi, amoníaco. La hidrogenación se lleva a cabo a 0.5 MPa para obtener eritritol. El método de síntesis química que utiliza almidón como materia prima es utilizar el método de periodato para generar aldehído de almidón, y luego oxidarlo y romperpara generar eritritol y otros derivados [10]. El método de síntesis química para producir eritritol tiene desventajas tales como un proceso largo, alto costo, contaminación grave, altos requerimientos y baja seguridad del producto, y no puede ser comparado con el método de fermentación. Por lo tanto, el método más investigado y aplicado es el método de fermentación utilizando almidón como materia prima para 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.

La levadura puede producir eritritol. Esto fue propuesto por primera vez por Binkey y Wolfrom en 1950 [11]. En 1956, Spencer et al. de Canadá descubrieron que la levadura alto-osmótica también puede fermentar azúcares para producir eritritol al estudiar la producción de glicerpor la levadura alto-osmótica [12]. Posteriormente, Japón, Corea del sur, Bélgica y otros países han llevado a cabo investigaciones sobre la producción de eritritol por fermentación. Los eruditos japoneses aislaron, examinaron, e indujeron la cría de muestras tales como suelo, alimentos fermentados, frutas, y polpara obtener una cepa de levadura alto-osmótico-tolerante Aureobasidium sp. SN-115 que produce eritritol, con un rendimiento del 50% utilizando glucosa como materia prima [13]. Jinb et al. en Corea del sur examinaron una cepa de Candida sp. tolerante a alta presión osmótica que puede producir 141 g/L de eritritol con un rendimiento de 47% cuando se fermenta a 35 °C utilizando glucosa como materia prima [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 industriaProducción de eritritolSon 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.

El Instituto Shandong de investigación y diseño de la industria de fermentación de alimentos se ha comprometido con la investigación de la tecnología de producción de eritritol por fermentación desde 1992. Después de más de diez años de duro trabajo, se obtuvo una cepa de levadura osmotolerante mediante el cribado de muestras como poly miel.

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, el reglamento de alimentos japonés aprobó el eritritol como un ingrediente alimentario 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.

El eritritol, como un nuevo edulcoralimentario funcional que 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 cuando 10 g de eritritol se disuelve en 90 g de agua, la temperatura puede caer 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

El eritritol tiene muy bajas calorías y es conocido como un edulcorde "cero" calorías, por lo que puede ser utilizado para producir varios 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

En la industria química, el eritritol se utiliza como un intermediario en la síntesis orgánica y tiene amplias perspectivas de aplicación en la síntesis de resinas alquildas, poliésteres, poliéteres, pinturas, explosivos, etc. En cosméticos, el eritritol puede reemplazar parcialmente la glicer. Dado que la mayoría de los microorganismos no pueden usar eritritol, puede prevenir el deterioro de los cosméticos. Además, eritritol puede ser utilizado como materia prima para sintetizar algunos productos raros, tales como la producción de la rara l-eritrulosa de eritritol como un sustr. Rahman et al. [18] en Japón introdujeron la tecnología de producir l-eritrulosa por oxidmicrobiana de eritritol e isomeride l-ribosa isomerasa, con un rendimiento de 18%. Entonces es purificado por una columna de intercambio iónico, y 1. 7g de l-eritritol puro. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, nuevos usos para el eritritol continuarán siendo desarrollados.

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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