¿De qué está hecho el eritritol?

eritritol is a zero-calorie filling sweetener. It is found in fruits and vegetables such as pears, grapes and mushrooms, and in small quantities in fermented foods such as wine, beer, soy sauce and sake. It is also found in small quantities in animal serum and eyeballs. Its sweetness is equivalent to 70% sucrose, and its sweetness is pure and clean without any aftertaste. Erythritol has a high degree of digestive tolerance. Compared with other polyols, it is rapidly absorbed in the small intestine and quickly digested by the body within 24 hours. Therefore, when eating foods containing erythritol, it is unlikely that there will be an over-intake of polyols, which can cause mild diarrhea. In addition, erythritol can inhibit harmful bacteria in the mouth, reduce dental plaque, prevent tooth decay, and improve oral health, so it is very popular with consumers. This article details the excellent properties of erythritol and focuses on its application in the food industry, with the aim of providing a theoretical basis and reference for research on the application of erythritol.

1 eritritol

1.1 estructura y propiedades físicas y químicas

Erythritol, scientific name 1,2,3,4-butanetetrol, molecular formula C4H10O4, molecular weight 122.12, Figure 1 shows its structural formula. The molecular structure is symmetrical and belongs to the racemic - meso erythritol [1]. Its melting point is 118 to 120 °C, boiling point is 329 to 331 °C, density is 1451 g·cm-3, and storage conditions are -20 °C [2]. Erythritol is an odorless white crystal with low hygroscopicity and moderate solubility in water. It has the characteristics of being heat- and acid-resistant and having a high osmotic pressure of the solution [3].

1.2 funciones fisiológicas

1.2.1 baja en calorías

Eritritol tiene un bajo peso molecular, es fácilmente absorbido en el intestino delgado, y la mayor parte de él entra en la circulación sanguínea. Debido a la falta de sistemas enzimrelevantes en el cuerpo humano, el eritritol que entra al torrente sanguíneo no puede ser metabolizado y absorbido por el cuerpo, y es excretado del cuerpo a través de la orina. Por lo tanto, el eritritol tiene muy bajas calorías.

1.2.2 alta tolerancia

El eritritol tiene una tolerancia muy alta. La tolerancia de los hombres es 0,68 g·kg-1 y la de las mujeres 0,80 g·kg-1. Para una mujer de 50 kg, la tolerancia es de 40 g·d-1; La tolerancia de los animales es de 18 a 20 g·kg-1 pe[4]. La tolerancia es de 2 a 3 veces la del xilitol, lactitol, maltitol e isomaltitol, y de 3 a 4 veces la del sorbitol y manitol.

1.2.3 tiene un efecto positivo sobre la flora intestinal

Dado que el cuerpo humano carece de las enzimas pertinentes, el 90% del eritritol ingerise excreta, y el 10% entra en el intestino grueso. Estudios han encontrado que el eritritol no es fácilmente fermentado por la flora intestinal en el intestino grueso, y el eritritol puede aumentar los ácidos grasos de cadena corta producidos por la flora intestinal. Los ácidos grasos de cadena corta presentes en el intestino tienen un efecto positivo en el intestino y en la salud humana en general. Por lo tanto, se especula que el eritritol tiene un efecto positivo sobre la flora intestinal.

1.2.4 no estimula la secreción de insulina, causando fluctuaciones de azúcar en la sangre

Las pruebas en personas sanas y personas con intolerancia a la glucosa (pre-diabetes) han demostrado que después de tomar eritritol, el índice glucémico y el índice de insulina son ambos 0,2, con casi ningún efecto, mientras que otros alcohodel azúcar casi todos tienen el efecto de aumentar el azúcar en la sangre y estimular la secreción de insulina. Entre ellos, el índice glucémico de maltitol es tan alto como 52, y el índice glucémico de xilitol es de alrededor de 15, ambos de los cuales son significativamente más altos que el de eritritol [5].

1.2.5 efecto antioxidante

Pruebas en animales han encontrado que el eritritol tiene un efecto antioxidante en ratas diabéticas, eliminando significativamente e inhibide los radicales libres y la protección de los vasos sanguíneos dañados por el alto nivel de azúcar en la sangre. Estudios han demostrado que 24 pacientes con diabetes tipo 2 que consumieron 36 g de eritritol por día mejoraron la función de los vasos sanguíneos y redujeron el riesgo de enfermedad cardíaca [6].

1.2.6 prevención de la caries dental

Las bacterias dañinas en la boca pueden metabolizar el azúcar y liberar ácidos durante el proceso, que corroel el esmalte dental. Los alcohode azúcar no pueden ser metabolizados por bacterias orales. Algunos estudios han encontrado que el eritritol y xilitol pueden inhibir directamente el crecimiento de bacterias orales, y que el eritritol es más eficaz que el xilitol y sorbitol en la prevención de caries [7-9].

1.3 seguridad y normas

El eritritol es seguro como ingrediente alimenticioComo lo demuestran numerosos estudios de seguridad en seres humanos y animales, incluidos estudios de alimentación animal a corto y largo plazo, reproducción multigenery estudios de teratología. Japón, los Estados Unidos y Australia aprobaron el eritritol como ingrediente alimentario ya en el año 2000; La Unión europea aprobó la adición de eritritol a las bebidas en 2015 [10] y la adición de eritritol a los alimentos orgánicos al año siguiente [11]; Canadá aprobó la adición de eritritol a algunas bebidas carbonatadas en 2016. En China, GB 2760-2011 estipula que el eritritol puede ser utilizado en todo tipo de alimentos en cantidades apropiadas de acuerdo a las necesidades de producción.

2 producción de eritritol

El eritritol tiene una estructura molecular simétrica y existe en la forma de un racemato, por lo que el paso de eliminar el isómero correspondiente puede ser omitidurante el proceso de producción. Actualmente hay dos métodos principales para producir eritritol - síntesis química y fermentación biológica.

2.1 síntesis química

Hay dos métodos principales de síntesis química. Uno utiliza almidón o celulcomo materia prima, y el otro utiliza ácido iódico alto para tratar la materia prima con ácido y álcali para obtener almidón de alto aldehído. El níquel se utiliza como catalizador, y el eritritol y otros derivados se obtienen por hidrogenación y reducción bajo altas temperaturas y presiones [12]. Este método produce etilenglicol, y la tasa de recuperación del producto es baja. Otro método es usar primero peracetileno y formaldehído para preparar 2-butene-1,4-diol, luego permitir que el butene-1,4-diol reaccione con peróxido de hidrógeno, y luego añadir un catalizador, níquel, y un desactivador, amoníaco, a una solución acuosa. El hidrógeno se pasa a alrededor de 0,5 MPa para obtener eritritol y sus derivados [13]. Este método tiene altos requerimientos de producción, grave contaminación y dificultad para controlar la seguridad del producto [14]. Los dos métodos de síntesis química anteriores se ven afectados por los cambios en la presión osmótica durante la producción, la generación de alcohopolihídricos y factores ambientales externos como el oxígeno y la temperatura.

2.2 método de fermentación microbiana

El método de fermentación biológica utiliza almidón como materia prima, y utiliza enzimas como la amilasa y glucoamilasa para digerir enzimáticamente la materia prima en glucosa. La mezcla es fermentcon levadura de alta presión osmótica para convertir la glucosa en una mezcla de polioles como eritritol. El eritritol se obtiene por centrifuy concentración, cristalización y separación, y secado y refinamiento. El proceso de producción industrial es almidón → licuefacción → sacarificación → glucosa → fermentación con cepa de producción → filtración → separación cromatográfica → purificación → concentración → crist→ separación → secado → eritritol, con una tasa de recuperación media de aproximadamente el 50% [15-16]. El método de fermentación microbiana tiene las ventajas de unas condiciones de producción suaves y un fácil control. En la actualidad, este método se utiliza principalmente para la producción en gran escala en el país y en el extranjero. Los microorganismos fermentadores seleccionados son levaduras osmofílicas de grado alimenticio, tales como Candida, Trichosporum y Pichia.

3. La aplicación de eritritol en la industria alimentaria

Las propiedades y funciones del eritritol han llevado a su uso en muchos campos. En la industria farmacéutica, se puede utilizar como un excipiente de recubrimiento farmacéutico y tabletas, y en la industria química, se puede utilizar como material de almacenamiento de calor y material polímero. Como un nuevo tipo de edulcor, es ampliamente utilizado en la industria alimentaria.

3.1 condimentos

La industria de condimentos tiene un nivel industrial relativamente maduro y estable, y el enfoque de los productos está en la selección de ingredientes. El desarrollo e investigación de condimentos funcionales se ha convertido en una tendencia de desarrollo de la industria. Zhou Siyu et al. [17] usaron leche, huevos, harina baja en gluten, etc. para reemplazar la grasa, y eritritol para reemplazar la sacarosa para hacer salsa de crema de té verde baja en azúcar. Se evaluaron la calidad sensorial, la estabilidad de almacenamiento y las propiedades reológicas del producto terminado. Se encontró que la salsa con alcohol azucarado añadido se esparmejor, tenía una textura uniforme y delicada, y podía mantener la estabilidad de almacenamiento del producto.

3.2 dulce

Erythritol has a low calorie and high sweetness, with only 1.7 J·g-1, almost zero calories and 70% of the sweetness of sucrose. It is cost-effective from the perspective of sweetness and calories; highly tolerable, not likely to cause gastrointestinal discomfort; does not stimulate insulin secretion or raise blood sugar, so it is friendly to diabetic patients; can prevent tooth decay, so it is friendly to children; and it also has high heat and acid resistance, so browning and decomposition can be avoided during candy production. Yang Yuanzhi et al. [18] reported that the use of erythritol in chewing gum can reduce the calories by about 85%, and in chocolate by about 30%. Li Wenzhao et al. [19] used erythritol and maltitol to make hard candy and found that it did not decompose and did not change color under high temperature conditions of 200 °C. Yu Limei et al. [20] found that eating erythritol can promote the proliferation of Bifidobacterium bifidum and reduce the caloric value of fondant.

3.3 productos de panadería

El eritritol tiene las características de baja higroscopicidad, puede prevenir la humedad, y puede extender la vida útil y la vida útil de los alimentos; Puede reducir las calorías y coordinar la textura en productos horneados; Puede mejorar las propiedades funcionales de algunas proteínas para asegurar la porosidad y suavide los productos horneados. La adición de eritritol a los productos Oreo no sólo reduce las calorías, sino que también añade una textura refresc. Zhang Wei et al. [21] agregeritritol a las galletas, y el producto resultante era de color dorado, crujiente en textura, y tenía una estructura fina.

3.4 productos lácteos

Erythritol can protect biological macromolecules in solution, inhibit protein denaturation, and improve the stability of protein emulsions. Le Yuan Tongyu et al. [22] found that when the mass ratio of Advantame to erythritol is 1:70, the aftertaste of Advantame can be largely resolved, and the yogurt produced can be “sugar-reduced” while maintaining a texture similar to that of yogurt made with only sucrose. Tan Yuxia et al. [23] used erythritol to make yogurt, and the finished product is suitable for obese and diabetic people while also maintaining the original flavor and texture of yogurt to the greatest extent possible.

3,5 bebidas

El eritritol puede eliminar e inhibir la producción de radicales libres, y tiene propiedades antioxidantes. Gao Shengjun et al. [24] agregeritritol a las bebidas de jugo de limón para mejorar el sabor de la bebida y proteger las vitaminas en la bebida de la descomposición, extendiendo la vida útil. Wang Dan et al. [25] utilizaron la zanahoria como materia prima y añadieritritol para hacer una bebida funcional, que no sólo aseguró un sabor refresc, sino que también mejoró la estabilidad de los ingredientes. También se ha reportado que el eritritol puede promover la Unión de moléculas de agua y moléculas de etanol, no sólo acortando el ciclo de fermentación, sino también reduciendo el olor peculiar del alcohol y mejorando la calidad de las bebidas alcohólicas [26].

4 conclusión

El eritritol es un nuevo tipo de edulcoranteQue se encuentra ampliamente en frutas y verduras y se obtiene principalmente a través de la fermentación microbiana en la producción industrial. Tiene las características de baja caloría y alta tolerancia, tiene un efecto positivo sobre la flora intestinal, no estimula la secreción de insulina, y también tiene funciones fisiológicas como anti-oxidy prevención de caries. Se utiliza principalmente en la industria alimentaria en productos como dulces, productos horneados, productos lácteos y bebidas. Con la investigación del conocimiento teórico, el proceso de producción y extracción del eritritol está siendo constantemente mejorado, y el alcance de la aplicación del eritritol se hará más y más extenso. Sus perspectivas de aplicación son muy amplias.

referencias

[1] Xiu X H. estudio sobre el proceso de fermentación, separación y extracción de eritritol [D]. Jinan: Instituto Shandong de industria ligera, 2011.

[2] Li K W. producción eficiente de eritritol [D]. Jinan: universidad tecnológica de Qilu, 2015.

[3] Li Junlin, Guo Chuanzhuang, Wang Songjiang, et al. Los avances de la investigación sobre las propiedades y aplicaciones del eritritol [J]. China Food Additives, 2019, 30(10): 169-172.

[4]BERNT W O,BORZELLECA J F,FLAMM G.Erythritol: a review of biological and studies[J]. Toxicolog y And Pharmacology,1996,24(2):191-197.

[5]NODA K,NAKAYAMA K,OKU t.niveles séricos de glucosa e insulina y balance de eritritol después de la administración oral de eritritol en sujetos sanos [J]. European Journal of Clinical Nutrition,1994,48(4):286-292.

[6]FLINT N,HAMBURG N M,HOLBROOK M,et al.Effects of eritritol on endotelial function in patients with type 2 diabetes mellitus:a Pilot Study [J]. Acta Diabetologica,2014,51(3):513-516.

[7]SDERLING E M,HIETALA-LENKKERI A M.Xylitol and ER ythritol disminuye la adherde estreptococos orales productores de polisacári[J]. Microbiología actual,2010,60(1):25-29.

[8]HONKALA S,RUNNEL R,SAAG M,et al.efecto del eritritol y xilitol en la prevención de caries en niños [J]. Caries Research, 2014,48(5):482-490.

[9]PETER D C,KAUKO M,EINO H,et al.el eritritol es más efectivo que el xilitol y el sorbitol en el manejo de los criterios de valoración de salud oral [J]. International Journal of Dentistry,2016,2016:9868421.

[10] la Unión europea aprueba el eritritol para su uso en bebidas con sabor bajo en calorías o sin azúcar [J]. Industria de bebidas, 2015, 18(5): 46.

[11] certificación orgánica de edulcorantes (stevia erythritol xylitol) en la Unión europea y Estados Unidos [J]. Industria de bebidas, 2016, 19(4): 79.

[12] Chen W, Liu X, Yang C, et al. Avances en la investigación sobre la producción y aplicación de eritritol en la industria alimentaria [J]. Food Industry, 2018, 39(2): 266-269.

[13]OTEY F H,SLOAN J W,WILNAM C A, et al.Erythritol and ethlengglycol from dialdehyde starch[J]. Industrial & Engineering Chemistry,1961,53(4):267-268.

[14]SARAN S,MUKHERJEE S,DALAL J.High production of ery thritol from Candida sorbosivorans SSE-24 and ITS inhibiteff on biofilm formation of Streptococcus mutans[J] Bioresource Technology,2015,198:31-38.

[15] Xu Ying, Li Jingjun, He Guoqing. Progreso de la investigación del eritritol y su aplicación en alimentos [J]. China Food Additives, 2005 (3): 92-95.

[16]GAO X L,SENEVIRATNE C J,LO E C M,et al.ensayos novey convencionales para determinar la abundancia de Streptococcus mutans en saliva[J]. International Journal of Paediatric Dentistry, 2012,22(5):363-368.

[17] Zhou Siyu, Li Xiancai, Yang Yu, et al. Efecto de diferentes alcohode azúcar sobre las características de calidad de la salsa de natide de té verde [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2020, 41(4): 31-35.

[18] Yang Yuanzhi, Li Facaisheng, Shuai Bin, et al. Alcohol de azúcar Natural saludable: la aplicación de eritritol en alimentos de bajo consumo energético [J]. Aditivos alimentarios chinos, 2013 (1): 181-185.

[19] Li Wenzhao, Wu Jing, Liu Xiaoyu, et al. Investigación sobre las características del eritritol y su caramduro [J]. Food Research and Development, 2017, 38 (4): 96-100.

[20] Yu Limei, Bai Weidong, Yang Min, et al. Desarrollo de eritritol sésamdulce crujiente y evaluación de su eficacia [J]. Revista de Zhongkai universidad de agricultura e ingeniería, 2012, 25(3): 30-31.

[21] Zhang Wei, Zhu Beibei, Wang Chao. Optimización del método de superficie de respuesta para cookies de eritritol [J]. Guizhou Agricultural Sciences, 2018, 46(7): 159-162.

[22] Yuantongyu Leyu, Yukun Chen, Guohua Hu. La composición de Advantame y eritritol y su aplicación en yogur [J]. Food Industry, 2021, 42(5): 129-134.

[23] Tan Yuxia, Yang Haijun, Li Fafa. Desarrollo de yogur de bajo calor con eritritol [J]. China Dairy Industry, 2011(11): 46-48.

[24] Gao Shengjun, Mao Jun. estudio sobre el efecto protector del eritritol sobre la vitamina C en bebidas con jugo de limón [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2014, 35 (3): 49-51.

[25] Wang D, Liu J M, Xiao P, et al. Desarrollo de una bebida funcional con agregado de eritritol utilizando zanahorias como materia prima [J]. Food Research and Development, 2009, 30(7): 74-77.

[26] Li Junlin, Guo Chuanzhuang, Wang Songjiang, et al. Los avances de la investigación sobre las propiedades y aplicaciones del eritritol [J]. China Food Additives, 2019, 30(10): 169-172.