¿Qué es?

eritritolis a new type defunctional sugar alcohol food sweetener that is widely found in fruits yvegetables, algae, fungi and fermented foods such as soy sauce and wine. It has high thermal stability[1], low hygroscopicity[1], a characteristics such as high thermal stability[1], low hygroscopicity[1], sweet taste[2], zero caloric value[2], non-cariogenic[3], non-glycemic[3] and high tolerance, it is widely used in food, medicine, chemical industry and other fields, especially in the sweetener market with strong competitiveness. In addition, erythritol is currently the only sugar alcohol sweetener produced by microbial fermentatielcompared to other sugar alcohol sweeteners[4]. elUSFood and Drug Administration (FDA) recognizes the safety deerythritol and approved its inclusion in the GRAS list in 1997 [5]. In addition to being used as a food sweetener, erythritol canalso be used as a diluent parahigh-intensity sweeteners and as a pharmaceutical excipient. It is a functional food additive with a filling effect[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 usan en 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 periodado para formar una pirólibi-aldol, y luego hidrogenpara obtener 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

The main strains used to Producir eritritol are fungi, yeasts, bacteria, etc., mostly of the genus Saccharomyces. Current research has found that the main species of bacteria that can produce erythritol are the genus Candida[14], the genus Trichosporon[15], the genus Torulaspora[16], the genus Kluyveromyces[16], and the genus Pichia[16] and so on. In the 1950s, Binkle y et al. [17] first proposed that levaduracan be used to produce erythritol. Most of the strains used were osmotolerant yeasts isolated from the daily activities of bees, such as short-stemmed molds, round yeasts, and the genus Trichosporon. Hajny et al. [18]isolated a strain of Torulopsis from pollen, which produced erythritol from glucose as a carbon source with a yield of 35% to 40%. Similarly, Ishizuka et al. [19] isolated and obtained a high-osmotic-pressure-tolerant yeast strain from the natural world, such as soil and pollen, and obtained a 50% yield of erythritol by fermenting glucose. Jeya et al. [20] isolated a strain of erythritol yeast (Pseudozyma tsukubaensis KN75) with the ability to grow under high osmotic pressure. Using glucose as the carbon source and batch feeding fermentation, the yield reached 61%. Using dissolved oxygen as a parameter, the producciónof erythritol can be scaled up to production plant scale, which has great market potential.

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

In the production of erythritol, glucose is the main carbon source for yeast fermentation. A study by Gao Hui et al. [28] showed that glucose is the best carbon source for the fermentation of erythritol by Torulaspora delbrueckii (B84512). When the total sugar concentration is gradually increased in batches until it reaches 50%, the maximum yield of erythritol is 253 g/L, with a yield of 1.03 g/L. Wu Yan et al. [29] studied the Efecto efectoof substrate concentration on the Producción de eritritol por fermentación. The results showed that the hypertonicity-tolerant yeast grew vigorously in a 50% glucose solution and produced erythritol, but the conversion rate was low. In addition, the higher the concentration of the sugar solution, the more residual sugar there was. The optimal concentration of glucose as a substrate for the fermentation of erythritol is 200 g/L. Yang Libo et al. [30] found that Yarrowia lipolytica can ferment glycerol to produce erythritol with a yield of 93.6 g/L and a yield of 49% when glycerol is used as an excellent carbon source.

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

The many excellent properties of erythritol have led to its wide application in the fields of food, medicine, and chemicals. In the pharmaceutical industry, erythritol can be used as a flavouring agent and excipient in medicines, effectively improving the taste of medicines, and it can also be used to synthesise a variety of drugs. In the chemical industry, erythritol can be used as an intermediate in organic synthesis. In cosmetics, erythritol can be added instead of some glycerin to increase its water retention and prevent the cosmetics from spoiling. However, as a new functional sugar alcohol sweetener, erythritol is mainly used in the food industry.

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

eritritolis a new type of healthy food sweetener that is widely found in nature. It has a number of functional properties, such as zero calories, low moisture absorption, easy crystallization, thermal stability, a refreshing taste, no cariogenic effect, and no effect on blood glucose fluctuations. It can be used in sweet foods, baked goods, milk drinks, and other products. At present, the production of erythritol in the food industry is mainly based on microbial fermentation. With the continuous improvement of theoretical research and technological conditions, the purity of erythritol will continue to increase, and its scope of use will become more and more extensive. The development of erythritol is in line with 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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