¿Qué es?

El eritritol es un nuevo tipo de edulcoralimentario funcional celalcohol de azúcar que se encuentra ampliamente en frutas y verduras, algas, hongos y alimentos fermentados como la salsa de soja y el vino. Tiene alta estabilidad térmica [1], baja higroscopicidad [1], características tales como alta estabilidad térmica [1], baja higroscopiciudad [1], sabor dulce [2], valor calórico cero [2], no cariogénico [3], no glicémico [3] y alta tolerancia, es ampliamente utilizado en alimentos, medicina, industria química y otros campos, especialmente en el mercado de edulcorantes con fuerte competitividad. Además, el eritritol es actualmente el único edulcorde de alcohol de azúcar producido por fermentación microbiana en comparación con otros edulcorantes de alcohol de azúcar [4]. La administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos (FDA) reconoce la seguridad del eritritol y aprobó su inclusión en la lista GRASen 1997 [5]. Además de ser utilizado como un edulcorde de alimentos, eritritol también puede ser utilizado como un diluyente para edulcorantes de alta intensidad y como un excipiente farmacéutico. Es un aditivo alimentario funcional con efecto relleno [6].

1. La estructura y las propiedades físicas y químicas del eritritol

1. 1. estructura

El eritritol, también conocido como 1,2,3,4-butanetetrol, es un polvo cristalblanco con un peso molecular de 122. 12, punto de fusión 126°C [1], punto de ebulli329 ~331°C [1], estructura molecular es simétrica, y es un inter-eritritol racemico [7].

1. 2   Propiedades físicas y químicas

1. 2. 1     El sabor

El eritritol tiene un sabor fresco cuando se come, con una dulzura pura y sin regusto. Su dulzura es del 60% al 70% de la de la sacarosa [8], por lo que puede ser utilizado como dilupara edulcorantes de alta intensidad y combinado con glucósidos de estesperol o sacarina. Además, el eritritol también puede enmascarel sabor no deseado producido cuando una variedad de edulcorantes se usanen combinación.

1. 2. 2 resistencia al calor y ácido

El eritritol es muy estable al calor y al ácido, y no experimentará una reacción de Maillard con aminoácidos a altas temperaturas para volverse marrón, ni se descomponbajo condiciones extremas.

1. 2. 3 solubilidad

El eritritol es propenso a la cristalización, y su solubilidad es solo del 36% a 25°C. También es poco soluble en etanol [8]. Por lo tanto, en el procesamiento de alimentos, eritritol debe ser utilizado en combinación con otros alcohode azúcar para evitar que cristalice.

1. 2. 4 higroscopicidad

El eritritol tiene baja higroscopicidad y no absorbe humedad en un ambiente de 90% [9]. Por lo tanto, eritritol puede ser usado en alimentos como chocolate, dulces y bebidas.

1. 2. 5 actividad hídrica y presión osmótica

A temperatura ambiente, la actividad acuosa de una solución acuosa de eritritol es 0.92 (36%), y la presión osmótica es 461.5 kPa (15%). Erythritol's baja higroscopicidad conduce a reducir la actividad del agua y prolongar la vida útil de los alimentos [1].

2 procesos de producción

La estructura molecular del eritritol es simétrica y existe en la forma de un racemato, por lo que los pasos complejos tales como la eliminación de enantiómeros pueden ser omitidurante el proceso de producción [5]. En la actualidad, hay dos métodos principales para producir eritritol: síntesis química y fermentación biológica [10].

2. 1 método de síntesis química

El método de síntesis química para la producción de eritritol se divide en dos categorías principales. Una categoría es preparar 2-butene-1,4-diol a partir de acetileno y formaldehído, y luego añadir peróxido de hidrógeno para reaccionar con 2-butene-1,4-diol. La solución acuosa resultante se mezcla con un catalizador de cromo y un inhibidor de agua de amoníaco, se introduce hidrógeno en la mezcla y, después de la hidrogenación, se obtiene eritritol [11]; Otro tipo utiliza almidón como materia prima, que se oxida con periodato para formar una pirólibi-aldol, y luego hidrogenaObtención de eritritol[12]. Las principales desventajas del método de síntesis química son la baja eficiencia de producción, los largos tiempos de ciclo, los altos costos y las operaciones peligrosas, por lo que es difícil lograr la producción industrial a gran escala.

2. 2 métodos de fermentación biológica

El método de fermentación biológica utiliza almidón como materia prima, añadiendo enzimas como la amilasa yla glucoamilasa para licuel almidón y sacarificarlo para producir glucosa. La levadura u otras bacterias se utilizan para fermentar la glucosa para producir eritritol, que se obtiene por centrifuy concentración, cristalización y separación, y secado y refin[13]. El proceso de producción del método de fermentación biológica es fácil de controlar y seguro. Además, el eritritol se utiliza principalmente como un nuevo edulcorante en la industria alimentaria. Por lo tanto, el método de fermentación biológica tiene ventajas de producción y es fácilmente adoptado por las empresas de producción.

2. 2. 1 selección de microorganismos

Las principales cepas utilizadas para producir eritritol son hongos, levaduras, bacterias, etc., en su mayoría del género Saccharomyces. La investigación actual ha encontrado que las principales especies de bacterias que pueden producir eritritol son el género Candida[14], el género Trichosporon[15], el género Torulaspora[16], el género Kluyveromyces[16], y el género Pichia[16] y así sucesivamente. En la década de 1950, Binkle y et al. [17] propupor primera vez que la levadura se puede utilizar para producir eritritol. La mayoría de las cepas utilizadas eran levaduras osmotoleraisladas de las actividades diarias de las abejas, tales como moldes de talcorto, levaduras redondas, y el género Trichosporon. Hajny et al. [18]aislaron una cepa de Torulopsis a partir de pol, que produjo eritritol de glucosa como una fuente de carbono con un rendimiento de 35% a 40%. De manera similar, Ishizuka et al. [19] aislaron y obtuvieron una cepa de levadura tolerante a la presión osmótica alta del mundo natural, como el suelo y el pol, y obtuvieron un rendimiento del 50% de eritritol por fermentación de glucosa. Jeya et al. [20] aislaron una cepa de levadura eritritol (Pseudozyma tsukubaensis KN75) con la capacidad de crecer bajo alta presión osmótica. Utilizando glucosa como fuente de carbono y fermentación por lotes, el rendimiento alcanzó el 61%. Usando oxígeno disuelto como parámetro, la producción de eritritol puede ser aumentada a escala de planta de producción, la cual tiene un gran potencial de mercado.

La investigación sobre la producción de eritritol por fermentación en China comenzó relativamente tarde. Fan Guangxian et al. de la universidad de Jiangnan [21] examinaron una levadura esférica (OS194) que produceritritol, y bajo la premisa de que la glucosa era la fuente de carbono para el sustr, produjo eritritol con una tasa de conversión de 29,6%. Dong Haizhou et al. [22] obtuvieron una cepa de levadura tipo bola estable ERY237 con un rendimiento estable mediante luz ultravioleta y mutagénesis con disolvente orgánico, y obtuvieron eritritol bajo condiciones óptimas de fermentación, con un rendimiento de 87,8 g/L. Jia Wei [23] aisló una cepa de Moniliella sp. de muestras de miel, y el rendimiento de eritritol pudo alcanzar 110.61 g/L bajo condiciones óptimas de fermentación. Gu Weiwei[24] utilizó Candida Candidautilis para fermentar y producir eritritol, y utilizó una prueba ortogonal para determinar el sustróptimo de nutrientes y las condiciones de fermentación. Los resultados mostraron que, sobre la base de la glucosa como fuente óptima de carbono, el contenido de eritritol en el caldo fermentdespués del cultivo en condiciones óptimas fue de 157.5 g/L. Yang Xiaowei et al. [25] excluyó la Torulopsis (B84512) y el rendimiento del eritritol alcanzó 162,5 g/L. Lin et al. [26]aislaron una Moniliella sp. en miel, y después de mutagénesis con nitrosoguanidina, el rendimiento de eritritol alcanzó 189,4 g/L. Cai Wei et al. [27] utilizaron Moniliella mellis junto con Wickerhamomyces anomalus  Fermentación para producir eritritol, con un rendimiento de 114 g/L y una tasa de conversión de 93.2%, con buenas perspectivas de aplicación.

2. 2. 2 selección de la fuente de carbono

En la producción de eritritol, la glucosa es la principal fuente de carbono para la fermentación de la levadura. Un estudio realizado por Gao Hui et al. [28] mostró que la glucosa es la mejor fuente de carbono para la fermentación de eritritol por Torulaspora delbrueckii (B84512). Cuando la concentración total de azúcar se incrementa gradualmente en lotes hasta alcanzar el 50%, el rendimiento máximo de eritritol es de 253 g/L, con un rendimiento de 1.03 g/L. Wu Yan et al. [29] estudiaron el efecto de la concentración de sustren la producción de eritritol por fermentación. Los resultados mostraron que la levadura tolerante a la hipertonicidad creció vigorosamente en una solución de glucosa al 50% y produjo eritritol, pero la tasa de conversión fue baja. Además, cuanto mayor es la concentración de la solución de azúcar, más azúcar residual hay. La concentración óptima de glucosa como sustrpara la fermentación de eritritol es de 200 g/L. Yang Libo et al. [30] encontraron que Yarrowia lipolytica puede fermentar glicerpara producir eritritol con un rendimiento de 93,6 g/L y un rendimiento de 49% cuando el glicerse utiliza como una excelente fuente de carbono.

2. 2. 3 efecto de la presión osmótica

Kim et al. [31] estudiaron el efecto de la presión osmótica de la sal en el crecimiento de Torulopsis circumcincta y la producción de eritritol. Los resultados mostraron que a medida que aumentaba la concentración de sal, aumentaba la producción de eritritol, mostrando una correlación positiva. Kim et al. [32] estudiaron el efecto de la presión osmótica en la producción de eritritol por Saccharomyces cerevisiae. Los resultados mostraron que Mn2+ y Cu2+ pueden aumentar la producción de eritritol, pero la presencia de otras sales inorgánicas como Ca2+, Cr3+, Ni2+, V4+ y otras sales inorgánicas pueden dificultar la producción de eritritol, reduciendo así su rendimiento. Onish et al. [33]demostraron que las levaduras osmóticas altas son más capaces de soportar la presión de la solución de azúcar bajo alta presión osmótica. Cuando la glucosa y la sal tienen la misma presión osmótica, es más propicio para el crecimiento microbiy la acumulación de eritritol.

2. 2. 4 influencia de otros parámetros

Otros parámetros como la transferencia de oxígeno, la temperatura y la velocidad de rotación tienen diferentes efectos sobre el crecimiento microbiy la producción de eritritol. Spencer et al. [34] mostraron que las levaduras osmotolerproducen más eritritol cuando hay suficiente oxígeno. Esto es consistente con la opinión de Fan Guangxian que el mantenimiento de una ventilación suficiente durante el proceso de fermentación permite que la coenzima I (NADH) más reducida participe en la reacción de reducción, lo que es beneficioso para la producción de polioles. Además, la temperatura es también un factor importante que afecta la producción de eritritol. Xie Piling [35] mostró que dentro del rango de 26-30°C, el contenido de eritritol aumentcon el aumento de la temperatura, alcanzando un máximo a 30°C. Cuando la temperatura continuó subiendo, el contenido de eritritol disminuyó significativamente.

3 aplicaciones

Las muchas excelentes propiedades del eritritol han llevado a su amplia aplicación en los campos de alimentos, medicina y químicos. En la industria farmacéutica, el eritritol se puede utilizar como agente aromatizante y excipiente en medicamentos, mejorando efectivamente el sabor de los medicamentos, y también se puede utilizar para sintetizar una variedad de medicamentos. En la industria química, eritritol puede ser utilizado como un intermediario en la síntesis orgánica. En cosméticos, eritritol puede ser añadido en lugar de algo de glicerpara aumentar su retención de agua y evitar que los cosméticos se echen a perder. Sin embargo, como un nuevo alcohol de azúcar funcionalEndulzante, eritritolSe utiliza principalmente en la industria alimentaria.

3. 1   Los caram

El eritritol es un edulcorsin calorías. En la formulación de dulces, el eritritol puede reemplazar a la sacarosa y reducir significativamente sus calorías, mejorar el sabor, la apariencia y la estabilidad del producto, y prevenir el oscurecer y la descomposición durante la producción de alimentos. Los productos de helado contienen una gran cantidad de azúcares, que no es propicio para las personas con diabetes, obesidad, altos lípidos en la sangre y la presión arterial alta. Agregar eritritol a la receta de helado en combinación con otros edulcorantes puede ayudar a reducir las calorías en el helado y darle un sabor fresco y refresc. También puede enmascarsignificativamente la amargura de muchas combinaciones edulcorantes, dando una dulzura pura. En productos de chocolate, además de reducir las calorías en el chocolate, erythritol&#La baja absorción de humedad 39;s resuelve el problema de helado causado por la absorción de humedad durante el proceso de producción, al tiempo que reduce considerablemente el tiempo de procesamiento [36].

3.2 productos de panadería

En productos horneados, la baja higroscopicidad de eritritol puede evitar que los alimentos absorban humedad y extender su vida útil. Al mismo tiempo, el eritritol puede reducir las calorías en productos horneados, equilibrar la textura, reemplazar parte de la sacarosa y reducir el contenido de azúcar. Esto no sólo se ajusta al estilo de vida saludable contemporáneo, sino que también da a los productos de panadería buena porosidad y suavi. Zhang Wei et al. [37] añadieron eritritol a las galletas para desarrollar un nuevo tipo de producto horneado saludable bajo en azúcar, y usaron software de superficie de respuesta para optimizar los parámetros del proceso. Los resultados mostraron que las galletas obtenidas bajo las condiciones óptimas de parámetros eran de forma completa, color dorado, textura crujiente y textura fina.

3. 3 productos lácteos

Han Jianjiao et al. [38] optimilas condiciones tecnológicas para la fermentación de la leche de frijol rojo con eritritol a través de un solo factor y experimentos ortogon, y encontraron que bajo las condiciones tecnológicas óptimas, el contenido de nitrógeno amino libre de la leche de frijol rojo fermentpuede alcanzar 1. 574 mmol/L, y la evaluación sensorial es buena. El eritritol, que tiene una presión osmótica más baja, puede inhibir la fermentación de ácido lácy extender la vida útil y vida útil del producto.

3. 4 productos para bebidas

Ou Zhifeng et al. [39]utilizaron té de jazmíy té negro como materias primas, agregun edulcornatural bien mezclado xilitol, eritritol y extracto de fruta de Monk, y determinaron las condiciones del proceso de extracción del té a través de experimentos ortogon, y la evaluación sensorial determinó la fórmula de bebida de té sin azúcar. Después de la mezcla, tiene un ligero sabor a té y una rica sensación en boca. El eritritol proporciona una agradable sensación de enfriamiento en la boca, y puede aumentar la dulzura del producto, reducir la amargura del té, y enmascarsabores.

4 conclusión y perspectivas

El eritritol es un nuevo tipo de edulcorpara alimentos saludables que se encuentra ampliamente en la naturaleza. Tiene una serie de propiedades funcionales, tales como cero calorías, baja absorción de humedad, fácil cristalización, estabilidad térmica, un sabor refresc, sin efecto cariogénico, y ningún efecto sobre las fluctuaciones de glucosa en la sangre. Puede usarse en dulces, productos horneados, bebidas lácteas y otros productos. En la actualidad, la producción de eritritol en la industria alimentaria se basa principalmente en la fermentación microbiana. Con el mejoramiento continuo de la investigación teórica y las condiciones tecnológicas, la pureza del eritritol continuará aumentando, y su alcance de uso será cada vez más extenso. El desarrollo del eritritol está en línea con people's la búsqueda de conceptos naturales, seguros y saludables, y es también la tendencia general del desarrollo futuro de la industria alimentaria.

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