Es el polvo de eritritol bueno para los diabéticos?

El consumo excesivo de azúcar es ununde lasprincipales causasde enfermedades crónicas en los seres humanos, lo que conduce a altas tasas de diabetes, obesidad, enfermedades cardiovasculares y cáncer. Al mismo tiempo, alrededor del 90% de las personas sufren de problemas de salud Dentales dentalesdebido a una dieta alta en azúcar. Por lo tanto, el desarrollo de sustitutos del azúcar celbajas calorías, bajo índice glicémico y propiedades anti-carieses esencial para la salud [1]. El eritritol es un poliol de cuatro carbonampliamente encontrado en frutas (como uvas, melones, peras y melocotones) y alimentos fermentados (como salsa de soja, vino y cerveza). Se produce por la hidrólisis de los grupos aldehído o cetona en los carbohidratos y puede acumularse como metabolio compuestos en algas y hongos [2-4]. Como un edulcorbajo en calorías, el eritritol no estimula la producción de insulina, y es menos calórico que el azúcar tradicionAl.Debido a sus propiedades nutricionales únicas, es beneficioso para personas celdiabetesy obesidad, y por lo tanaes ampliamente utilizado en la industria alimentaria, farmacéutica y médica [5].

Xilitol, manitol, sorbitol y eritritolSelcuatro alcohode azúcar representativos. El eritritol comercial se produce principalmente por la conversión microbiana de medios de cultivo líquidos que contienen altas concentraciones de fuentes de carbono puro. Los medios de cultivo líquidos pueden ser seleccionados de una amplia variedad, por lo que el eritritol es más popular entre las compañías de alimentos que otros alcohode azúcar [6,7]. En 2019, el tamaño del mercado mundial de eritritol eritritol superó los 195 millones de dólares estadounidenses, y se espera que crezca a una tasa de crecimienaanual compuesto de 6,5% de 2020 a 2026, que es significativamente mayor que el valor total de la producción de eritritol en 2017 (81 millones de dólares estadounidenses). Debido a la producción de fermentación microbiana de eritritol tiene una variedad de fuentes de carbono, tales como glicer, monosacáridos, xilosa, melaza, etc. La producción de eritritol a través de la fermentación biológica es selectiva y económica, por lo que puede satisfacer mejor la demanda mundial de eritritol [7-9]. Este artículo revisa la estructura, propiedades físicas y químicas, características funcionales y aplicación en el desarrollo de bebidas de eritritol, celel objetivo de proporcionar una referencia para la exploración funcional de eritritol y la investigación y desarrollo de bebidas senazúcar.

1 Introductielto Introductieltoeritritol (en inglés)

El eritritol tiene excelentes propiedades estructurales y fisicoquímicas, y está ampliamente disponible, por lo que puede ser utilizado como edulcor, potencidel sabor, humectante, estabiliy espesen los alimentos [3,6]. Además, el poliol también tiene el potencial de ser utilizado como una plataparama química para la síntesis de butadieno, 1,4-butanediol, 2,5-dihidrofurano y tetrahidrofurano [10].

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

Eritritol es un polvo blanco o alcohol polihídrico de cuatro carboncristalcompuesto celel nombre químico sistemático de 1,2,3,4-butanetetrol y la fórmula molecular C4H10O4 (masa molecular relativa 122.12). Se muestran en la figura 1 (de la base de datos de código abierto ChemSpider, http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.13835932.html) [11]. El eritritol glicol es fácilmente soluble en agua, tiene una alta presión osmótica en solución, es higroscópico, y tiene una alta estabilidad a ácidos y calor. Su dulzura es de aproximadamente el 70% de la de la sacarosa, y tiene un sabor dulce que no es regusto amargo en comparación con otros edulcorantes, y puede enmascarotros resabores negativos, tales como astringente y sabor fuerte irriedul[12-14]. El eritritol está generalmente presente en un estado intermedio, y debido a que tiene un alto calor negativo de solución, tiene un fuerte efecto de enfriamiento cuando se disuelve [15].

1.2fuentes y vías sintéticas de eritritol

El eritritol en el cuerpo humano proviene de dos fuentes: una es la ingesta de alimentos exógenos, y la otra es la síntesis endógena en el cuerpo humano. Los alimentos exógenos provienen de frutas, alimentos fermentados, algas marinas, hongos, etc., pero debido a que el contenido de eritritol es bajo, no puede satisfacer la producción a gran escala [2]. La investigación sobre la síntesis endógena de eritritol en el cuerpo humano ha progresado lentamente. En primer lugar, Hoot- man [16] y otros demostraron que la glucosa en el cuerpo humano produce eritritol a través de la ruta de la pentosa fosfato. Como investigación adicional, los investigadores encontraron que sorbitol deshidrogenasa y alcohol deshidrogenasa 1 utilizan el cofactor NADPHpara catalizar el paso finalde la síntesis de glucosa de eritritol (es decir, la conversión de glóbulos rojos a eritritol) [17].

Actualmente, el eritritol es ahora reconocido como un sustituto ideal del azúcar con amplias perspectivas de aplicación en áreas tales como la dieta diaria, la fabricación farmacéutica, y las dietas especiales para pacientes obesos o diabéticos [18]. En los últimos años, la amplia gama de aplicaciones y propiedades interesantes del eritritol han atraído cada vez más la atención de las industrias alimentarias y farmacéuticas. Como resultado, el eritritol está ganando terreno rápidamente en el mercado de edulcorantes. La síntesis industrial de la síntesis industrial de eritritol incluye principalmente la síntesis química y la síntesis biotecnológica. La síntesis química involucra principalmente la conversión catalítica de ácidos orgánicos y azúcares (como el ácido l-tartárico y el almidón bialdehído), pero este proceso de reacción requiere condiciones especiales de alta presión (4MPa~200MPa) y alta temperatura (120℃ ~200℃) [19]. Además, el proceso de síntesis química a menudo produce subproductos como sorbitol y etilenglicol, resultando en una baja utilización de elementos.

Por lo tanto, los bajos rendimientos, la alta complejidad y las duras condiciones de operación hacen de la síntesis química un método de producción que no es propicio para la aplicación comerciAl.Comparado con la síntesis química, el uso de microorganismos para producir eritritol es considerado un mejor método de producción [20]. Como una alternativa sostenible, la producción biotecnológica industrial de eritritol utilizando microorganismos tiene algunas ventajas únicas, a saber, las condiciones de producción adecuadas, la versatide los sustratos que pueden ser utilizados (incluyendo sustrnaturales, no naturales e impuros), y la selectividad de las cepas [21]. Por ejemplo, varias cepas de hongos de los géneros Candida, Yarrowia, Torulopsis o Pseudocerevisia pueden convertir estas fuentes de carbono en eritritol a través de la ruta de la pentosa fosfato cuando la alta presión oóstica del microorganismo es causada por el exceso de azúcar, glicero sal en el medio extracelular [10].

2 Eritritol eritritol propiedades funcionales

El eritritol como un sustituto naturaldel azúcar, a diferencia de otros edulcorantes artificiales, tiene muchas propiedades funcionales beneficiy actividades biológicas debido a su estructura única y propiedades físicas y químicas [22].

2,1 bajos en calorías, bajos niveles de insulina y su especial ruta metabólica

Como un sustituto del azúcar que se encuentra naturalmente en las frutas, verduras y alimentos fermentados, eritritol no afecta la glucosa en la sangre o las concentraciones de insulina. Estudios relevantes han demostrado que las dosis agudas de la ingesta de eritritol dentro del rango de 20g a 75g no afectarán los niveles de glucosa sanguínea o insulina, independientemente de si la persona es obesa o delgada, o si tiene diabetes[23,24]. De acuerdo con la norma nacional para el coeficiente energético de eritritol, el artículo 24 de la Q&un(edición revisada) de los "principios generales para el etiquetado nutricional de alimentos preenenvasados" (GB28050-2011) estipula: "dado que los alcohode azúcar se utilizan actualmente en algunos tipos de alimentos, con el propósito de calcular científicamente la energía, se recomienda que el coeficiente energético de eritritol sea 0kJ/g, y el coeficiente energético de otros alcohode azúcar sea 10kJ/g. El artículo 24 de la versión revisada del "National Standard paraFood Safety: General Rules paraNutrition Labelling depre-packagedFoods" (GB28050-2011) estipula: "dado que los alcohode azúcar se utilizan actualmente en algunas categorías de alimentos, con el fende calcular científicamente la energía, se recomienda que el coeficiente energético de eritritol sea 0 kJ/g y el coeficiente energético de otros alcohode azúcar sea 10 kJ/g. "[25].

Las moléculas de eritritol eritritol consisten de 4 átomos de carbono, y en comparación con otros alcohode azúcar comunes como xilitol (5 átomos de carbono), sorbitol (6 átomos de carbono) y manitol (6 átomos de carbono), las moléculas de eritritol tienen un volumen espacial más pequeño y menor peso molecular relativo, y eritritol es absora través del intestino delgado por difusión pasiva que depende del tamaño molecular. Por lo tanto eritritol es absoren la sangre más rápido que los alcohode azúcar con un peso molecular más alto. Una vez que entra en el torrente sanguíneo, del 80% al 90% del eritritol no es metabolizado por el cuerpo y se excreta en la orina. Después de consumir 20 g de eritritol, alrededor del 90% de él no es absorbido por el cuerpo y se excreta en la orina dentro de las 24 horas, y alrededor del 80% se excreta en la orina dentro de las 24 horas después de ingerir 1 g/kg de eritritol [22]. Senembargo, actualmente hay un debate académico en curso sobre el destino del 10% al 20% restante del eritritol y cómo se utiliza. Senembargo, los experimentos envitro han demostrado que el eritritol es completamente resistente a la fermentación bacteriana dentro de las 24 horas. Por lo tanto, basado en los datos anteriores, se puede concluir que el eritritol es principalmente absorbido en el intestino humano, no metabolizado por el cuerpo, y excretado a través de los riñones [26].

Con respecto a la glucosa en la sangre y los niveles de insulina después de ingerir eritritol, Meyer-Gers- pach [27]y otros llevaron a cabo un ensayo cruzado aleatorio, doble ciego en 50 voluntarios. El eritritol fue ingerien una solución de 75 g en 300 mLde agua, y se tomaron muestras de sangre para medir los niveles de glucosa e insulina en la sangre. Los resultados mostraron que el eritritol no tuvo efecto sobre los niveles de glucosa sanguínea o insulina. Además, explorar si la ingesta a largo plazo de eritritol afecta la absorción de glucosa en pacientes obesos, Bordier [28]y otros llevaron a cabo un ensayo aleatorien 8 pacientes obesos, haciendo que a tomar 3 g de eritritol 3 veces al día durante 3 w a 7 w. Los resultados los resultados mostraron que la ingesta a largo plazo del edulcornaturaleritritol no afecta la absorción de glucosa en los intestinos de las personas obesas, y también muestra que eritritol puede ser consumido con seguridad en términos de absorción de glucosa, Ya que no afecta al cuerpo's homeostasis de la glucosa.

2.2efectos beneficiosos en enfermedades metabólicas como la diabetes

La Diabetes es una de las enfermedades de más rápido crecimiento en el mundo. En 2019, había cerca de 463 millones de personas con diabetes en todo el mundo, y se espera que este número aumente al 51% para 2045 [29]. La Diabetes es un grupo de trastornos metabólicos que se caracteriza por un alto nivel de azúcar en la sangre y un trastorno del metabolismo de carbohidratos, proteínas y ácidos grasos. La diabetes tipo 2es el tipo más común de diabetes, representando más del 90% de todos los casos de diabetes. Es causada principalmente por un defecto en la secreción de insulina, donde las células no pueden usar la insulina secretada por las células pancreβ, resultando en un alto nivel de azúcar en la sangre [30].

En comparación con la sacarosa en comparación con la sacarosa, el efecto del eritritol sobre el azúcar en la sangre es insignificante, por lo que se utiliza como un sustituto de la sacarosa o edulcorsustituto del azúcar para los diabéticos. En la actualidad, muchos muchos estudios experimentales en animales y humanos han demostrado que la ingesta de eritritol tiene un efecto beneficioso sobre algunos indicadores en pacientes diabéticos [31-34]. El reemplazo de sacarosa con eritritol en pacientes con diabetes tipo 2 puede mejorar la función endotelial y reducir la rigidez central de la aorta. La disfunción endotelial está implicada en la patogénesis de la enfermedad cardiovascular en la diabetes tipo 2 y puede predecir eventos cardiovasculares [35]. En resumen el eritritol puede ser un buen suplemento dietético y un sustituto del azúcar preferido para el tratamiento de la hiperglucemia, especialmente para pacientes con diabetes tipo 2.

Además de la diabetes, el impacto potencial de eritritol en las enfermedades metabólicas como la obesidad, la enfermedad cardiovascular, y la hiperuricemia también necesita atención. Estas enfermedades metabólicas a menudo se asocian con múltiples factores de riesgo como resistencia a la insulina, lípidos sanguíneos elevados y ácido úrico, y aumento de la inflamación sistémica [36]. Wolnerhanssen [37]y otros mostraron que el eritritol no tenía un efecto significativo sobre los lípidos sanguíneos y las concentraciones de ácido úrico cuando 12 voluntarios sanos lo ingia a través de una sonda nasogástrica durante cuatro días de estudio. No hubo dolor abdominal, náuseas ni vómitos durante la prueba. Tener sobrepeso u obesidad es una enfermedad metabólica común. Con la aceleración gradual del proceso de comer rápido, el número de personas obesas está aumentando en todo el mundo, y está causando muchos problemas potenciales de salud [38].

Estudios han demostrado que la ingesta de bebidas azucaradas se asocia significativamente con el índice de masa corporaly positivamente con la incidencia de diabetes tipo 2 [39]. Por lo tanto, la sustitución de la sacarosa con eritritol como edulcorartificial puede ser una solución al problema de la obesidad o el sobrepeso. Las hormonas de saciedad son un grupo de hormonas que controlan el retraso en el vaciamiento gástrico, la sensación de saciedad y las señales para reducir la ingesta de alimentos. Entre ellos se encuentran principalmente la colecistoquinina (CCK), el péptido tipo glucag1 (GLP-1) y el péptido tirosina tirosina (PYY), entre otros [40]. Se ha reportado que se ha reportado que el eritritol inducido la liberación de CCK, GLP-1 y PYY de una manera similar a la glucosa, retrassignificativamente el vacigástrico. Estudios recientes también han demostrado que eritritol estimula la secreción de hormonas de saciedad gastroIntestinal intestinalhumano [23,37,41]. En resumen, el eritritol puede ser un sustituto del azúcar senefecto significativo sobre las enfermedades metabólicas, y también puede ayudar hasta cierto punto con los lípidos de la sangre, ácido úrico y la obesidad.

2.3 mejorar la salud Dentales dentalesy prevenir la cariesdental

Se ha encontrado que los ensayos médicos mejoran la salud dental humana y previenen la caries dentAl.Senembargo, cuando se trata de estos alcohode azúcar funcionales, la gente a menudo piensa en sorbitol o xilitol [42]. Senembargo, más y más estudios académicos han encontrado que el eritritol también puede ser utilizado como un sustituto eficaz del azúcar o alcohol de azúcar para mejorar la salud dental, y sus propiedades son superiores a las de sorbitol y xilitol [43-45].

Con respecto a la inhibición de la formación de placa y el crecimiento bacteriano, Ghezel- bash [46]y otros estudiaron los efectos inhibitde xilitol y eritritol en las cepas de Streptococcus y la formación de biofilms de Streptococcus. Los resultados mostraron que el eritritol fue más efectivo que el xilitol en inhibir el crecimiento y la formación de biofilmde las cepas de Streptococcus utilizadas en este estudio. Además, eritritol eritritol se ha demostrado que inhiel crecimiento de especies de estreptococos cariogénicos aislados de pacientes pediátricos con placa dental y la formación de placa [43], posiblemente debido a la penetración pasiva de eritritol a través de la membrana celular de las bacterias y la interferencia con su crecimiento [47]; Falony [48]y otros 485 estudiantes locales de escuela primaria de Estonia antes y después de 3 a 6 años de consumir caramde eritritol. Los resultados mostraron que en comparación con el grupo control (que consume caramde sorbato de potasio), los niños con dentimixta que consumieritritol tuvieron un efecto preventivo contra la caries dental.

Además de mejorar la salud dental humana, estudios recientes en animales han demostrado que el eritritol también puede mejorar y prevenir la enfermedad periodontal animal e inhibir el crecimiento de patógenos dentales relacionados. Por ejemplo, T Io [49]y otros han demostrado a través de envivo e envitro experimentos que eritritol puede inhibir significativamente el crecimiento de Porphyromonas gingivalis, que se asocia con la enfermedad periodontal en perros, lo que indica que eritritol tiene un efecto bacteriostático en las bacterias asociadas con la enfermedad periodontal en perros. Xilitol, aunque también es un alcohol de azúcar que inhiel el crecimiento de las bacterias orales, pero xilitol es tóxico para los perros, y la ingestión de xilitol puede conducir a hipoglucemia e insuficiencia hepática [50]. Con el fende verificar si el eritritol tiene un efecto bacteriostático en bacterias orales en perros comparable a la de xilitol (eritritol no es tóxico para los perros), se aisla Shimizu [51]y otras bacterias aisladas y se estudió el efecto antibacteriano In vitro de la adición de eritritol a bacterias orales. Los resultados mostraron que el efecto antibacteriano de eritritol en las bacterias relacionadas con la enfermedad periodontal fue comparable a la de xilitol.

3 aplicación de eritritol en el desarrollo de bebidas

Como se mencionó anteriormente, el eritritol tiene buenas propiedades físicas y químicas y características funcionales, por lo que es ampliamente utilizado en el desarrollo de alimentos sin azúcar o con bajo contenido de azúcar, tales como bebidas, confitería y productos horneados. Actualmente, alrededor del 90% del eritritol se utiliza en la industria de las bebidas, principalmente porque tiene un buen sabor, un dulzor suave y puede ser utilizado en combinación con otros edulcorantes al preparar bebidas sin azúcar [52]. Con respecto al sabor de eritritolAndersen [53] y Kim [54]y otros han llevado a cabo evaluaciones sensoride muestras de reemplazo de sacarosa por paneles sensorientrenados.

Los resultados muestran que el eritritol tiene características sensorisimilares a la sacarosa, y puede simular la sacarosa para producir el mismo sabor sensoriAl.Además, eritritol puede ser mezclado con otros edulcorantes como el maltitol para reemplazar mejor la sacarosa en bebidas ácidas. Además el eritritol es un sustituto del azúcar con una sensación relativamente alta de saciedad. Sorrentino [55]y otros llevaron a cabo un ensayo cruzado aleatoridoble doble con un grupo de sujetos sanos sin sobrepeso. Los participantes consumieron bebidas que contenían eritritol diariamente, y la ingesta una bebida que contenía aspartamo. Los resultados mostraron que la administración oralde eritritol de alta presión osmótica en una bebida no calpuede inducir efectivamente la saciedad y suprimir las hormonas del hambre gástrica. En cuanto a la tolerancia intestinal de las bebidas de eritritol, los estudios han demostrado que los niños de 4 a 6 años que consumen rápidamente 15 g (6% p /v) de la bebida de eritritol entre comidas tienen buenas bebidas de eritritol, los estudios han demostrado que los niños de 4 a 6 años tienen una buena tolerancia a una ingesta rápida de 15 g (6% p /v) de bebidas de eritritol entre comidas, y no hay un efecto significativo sobre la diarrea o síntomas gastrointestinales graves [56].

El eritritol se usa principalmente en bebidas bajas en azúcar o sin azúcar en los campos de las bebidas de té, bebidas carbonatadas y bebidas funcionales. En términos de la investigación sobre las bebidas de té, Zhang Yanhong [57] y otros llevaron a cabo un análisis experimental de los efectos de diferentes azúcares en la calidad de las bebidas de té oolong. Durante el proceso de esterili, el eritritol tuvo el mejor efecto protector sobre el color, la vitamina C y las catequinas en el caldo de té. Durante el almacenamiento el proceso de almacenamiento, eritritol también tiene el mejor efecto protector sobre el color y los polifenoles del caldo de té, lo que indica que el uso de eritritol como un sustituto del azúcar en bebidas puede mejorar las propiedades físicas y químicas del té oolong y la funcionalidad de sus ingredientes activos hasta cierto punto.

Al mismo tiempo, erythritolTambién se ha demostrado ser útil en la fabricación de té verde de limón con un buen sabor y sabor [58]. Y en las bebidas de jugo de limón, el eritritol no sólo puede ser usado como un sustituto para la sacarosa o el azúcar blanco, sino también hasta cierto punto, puede proteger la vitamina C en las bebidas de jugo de limón. Gao Shengjun[59] y otros han demostrado a través de experimentos relevantes que una concentración de adición de eritritol al 2% puede maximizar la activación de la reacción de degradación de la vitamina C en el jugo de limón durante el almacenamiento. En bebidas gasegase, Qiu Fanyu [60] y otros usaron eritritol como el principal aditivo edulcoren combinación con sucralosa para preparar refresde de melocotón sin azúcar.

La cantidad óptima de eritritol se analizó utilizando un método de superficie de respuesta de 34.2 g/L. Del mismo modo, eritritol también puede ser utilizado para mejorar el proceso de formulación de agua de coco. Gong Shenghua [61] et Al.creen que 1.66% es la cantidad óptima de eritritol para agregar a las bebidas de agua de coco. Además de lo anterior además de los estudios ya mencionados sobre bebidas líquidas, eritritol también ha demostrado ser útil en la preparación de bebidas sólidas tales como leche de soja en polvo baja en azúcar. Pourahmad [62] y otros usaron eritritol en combinación con los otros dos sustitutos naturales del azúcar para preparar leche de soja en polvo con mejores propiedades organolépticas y excelentes propiedades físicas y químicas.

4 conclusión y perspectiva

En resumen, el eritritol, como un edulcornatural, tiene propiedades estructurales y fisicoquímicas únicas. Es altamente soluble en agua, tiene una alta presión osmótica de la solución, se disubien en refrigeración, y tiene una alta estabilidad al ácido y al calor, con las características de un edulcor. En términos de propiedades funcionales, eritritol tiene bajas calorías, bajos niveles de insulina y una ruta metabólica especiAl.No es metabolizada por el cuerpo y puede ser usada para reemplazar la sacarosa para mejorar el daño potencial de enfermedades metabólicas como la diabetes. También puede prevenir la caries dental y mejorar la salud dental.

Las excelentes propiedades estructurales, físicas y químicas y funcionales del eritritol lo han hecho ampliamente utilizado en la industria alimenticia. La mayoría de eritritol se utiliza actualmente en el desarrollo de productos de bebidas, incluyendo bebidas de té, bebidas carbonatadas y bebidas funcionales. Sin embargo, la aplicación de eritritol en la industria de bebidas aún se encuentra en la etapa exploratoria. Es urgente realizar investigaciones en profundidad sobre la solubilidad del eritritol, el efecto de su uso combinado con otros edulcorantes, y el desarrollo y utilización de su funcionalidad a lo largo del proceso de producción de bebidas. Estos estudios promoverán aún más el desarrollo de la industria alimentaria y de bebidas hacia productos con bajo contenido de azúcar y sin azúcar.

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