Из чего сделан эритритол?

- эритритол 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 эритритол

1.1 структура и физические и химические свойства

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 физиологические функции

1.2.1 низкая калория

Эритритол имеет низкий молекулярный вес, легко всасывается в тонкую кишку, и большая его часть попадает в кровообращение. Из-за отсутствия соответствующих ферментов в организме человека эритритол, входящий в кровоток, не может быть метаболизирован и поглощен телом и выводится из организма через мочу. Поэтому эритритол имеет очень низкие калории.

1.2.2 высокий допуск

Эритритол очень терпим. Допуск для мужчин составляет 0,68 г · кг -1, а для женщин - 0,80 г · кг -1. Для женщины весом 50 кг допуск составляет 40 г · д -1; Допуск для животных составляет от 18 до 20 г · кг -1 вт [4]. Допуск в 2-3 раза выше, чем у ксилитола, лактитола, мальтитола и изомальтитола, и в 3-4 раза выше, чем у сорбитола и маннитола.

1.2.3 оказывает положительное влияние на кишечную флору

Поскольку в организме человека отсутствуют соответствующие ферменты, 90% потребляемого эритритола выделяется, а 10% попадает в толстую кишку. Исследования показали, что эритритол не легко ферментируется кишечной флорой в толстой кишке, и эритритол может увеличивать короткие цепи жирных кислот, производимых кишечной флорой. Короткоцепные жирные кислоты в кишечнике оказывают положительное влияние на кишечник и общее здоровье человека. Поэтому предполагается, что эритритол оказывает положительное влияние на кишечную флору.

1.2.4 не стимулирует выделения инсулина, вызывая колебания уровня сахара в крови

Тесты на здоровых людей и людей с непереносимостью глюкозы (до сахарного диабета) показали, что после приема эритритола гликемический индекс и инсулин индекс как 0,2, почти без эффекта, в то время как другие сахарные спирты почти все имеют эффект повышения сахара в крови и стимулирования выделения инсулина. Среди них гликемический индекс мальтитола достигает 52, гликемический индекс ксилитола составляет около 15, оба из которых значительно выше, чем эритритол [5].

1.2.5 антиоксидантный эффект

Тесты на животных показали, что эритритол оказывает антиоксидантное воздействие на диабетических крыс, значительно пачкая и ингибируя свободные радикалы и защищая кровеносные сосуды, поврежденные высоким уровнем сахара в крови. Исследования показали, что 24 пациента с сахарным диабетом 2 типа, потреблявшие 36 г эритритола в день, улучшили работу кровеносных сосудов и уменьшили риск сердечных заболеваний [6].

1.2.6 предотвращение кариеса

Вредные бактерии во рту могут метаболизировать сахар и высвобождать кислоты во время процесса, которые разъедают зубную эмаль. Сахарные спирты не могут метаболизироваться пероральными бактериями. Некоторые исследования показали, что эритритол и ксилитол могут напрямую препятствовать росту пероральных бактерий, и что эритритол более эффективен, чем ксилол и сорбитол, в предотвращении кариевого распада [7-9].

1.3 безопасность и правила

Эритритол безопасен в качестве пищевого ингредиентаО чем свидетельствуют многочисленные исследования по вопросам безопасности человека и животных, включая краткосрочное и долгосрочное кормление животных, многопоколенческое воспроизводство и тератологические исследования. Япония, Соединенные Штаты и Австралия утвердили эритритол в качестве ингредиента в продуктах питания еще в 2000 году; Европейский союз одобрил добавление эритритола в напитки в 2015 году [10] и добавление эритритола в органические продукты питания в следующем году [11]; Канада одобрила добавление эритритола к некоторым карбонированным напиткам в 2016 году. В китае гб 2760-2011 предусматривает, что эритритол может быть использован во всех видах продуктов питания в соответствующих количествах в соответствии с потребностями производства.

2 производство эритритола

Эритритол имеет симметричную молекулярную структуру и существует в виде рацемата, поэтому шаг удаления соответствующего изомера может быть пропущен во время производственного процесса. В настоящее время существуют два основных метода производства эритритола-химический синтез и биологическая ферментация.

2.1 химический синтез

Существуют два основных метода химического синтеза. Один из них использует крахмал или целлюлозу в качестве сырья, а другой использует высокую йодическую кислоту для обработки сырья кислотой и щелочной кислотой для получения высокого альдегидного крахмала. Никель используется в качестве катализатора, а эритритол и другие производные получают путем гидрогенации и снижения при высокой температуре и давлении [12]. Этот метод позволяет получать этиленгликоль, и коэффициент рекуперации продукта является низким. Другой метод заключается в Том, чтобы сначала использовать перацетилен и формальдегид для подготовки 2- бутен -1,4- диола, затем разрешить бутен -1,4- диол реагировать пероксидом водорода, а затем добавить катализатор никель и деактиватор аммиак в водный раствор. Водород пропускается со скоростью около 0,5 мпа для получения эритритола и его производных [13]. Этот метод имеет высокие производственные требования, серьезное загрязнение и трудности контроля безопасности продукции [14]. На два вышеупомянутых метода химического синтеза влияют изменения осмотического давления в процессе производства, образование полигидрических спиртов и внешние факторы окружающей среды, такие как кислород и температура.

2.2 метод микробной ферментации

Метод биологической ферментации использует крахмал в качестве сырья, а также ферменты, такие как амилаза и глюкоамилаза, для ферментации сырья в глюкозу. Смесь ферментируется дрожжами высокого осмотического давления для преобразования глюкозы в смесь полиолов, таких как эритритол. Эритритол получается путем центрифугации и концентрации, кристаллизации и сепарации, а также сушки и уточнения. The industrial production process is starch → liquefaction → saccharification → glucose → fermentation with production strain → filtration → chromatographic separation → purification → concentration → crystallization → separation → drying → erythritol, with an average recovery rate of about 50% [15-16]. Метод микробной ферментации имеет преимущества мягких производственных условий и легкого управления. В настоящее время этот метод используется главным образом для крупномасштабного производства внутри страны и за рубежом. Отдельными ферментирующими микроорганизмами являются пищевые осмофильные дрожжи, такие как Candida, Trichosporum и Pichia.

3. Применение эритритола в пищевой промышленности

Свойства и функции эритритола привели к его использованию во многих областях. В фармацевтической промышленности он может использоваться в качестве фармацевтического покрытия и планшет, а в химической промышленности-в качестве теплоаккумулирующего материала и полимерного материала. Как новый вид подсластителя, он широко используется в пищевой промышленности.

3.1 приправы

Промышленность по производству приправ находится на относительно зрелом и стабильном промышленном уровне, и основное внимание в ней уделяется выбору ингредиентов. Разработка и исследования функциональных приправ-лений стали тенденцией развития промышленности. Чжоу сию и др. [17] использовали молоко, яйца, низкоглютеновую муку и т.д., чтобы заменить жир, и эритритол, чтобы заменить сукроуз, чтобы сделать низкосахарный зеленый чай крем соус. Оценивались сенсорное качество, стабильность хранения и реологические свойства готовой продукции. Было установлено, что соус с добавлением сахара спирта распространяется лучше, имеет однородную и деликатную текстуру, и может поддерживать стабильность хранения продукта.

3.2 конфеты

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 хлебобулочные изделия

Эритритол имеет характеристики низкой гигроскопичности, может предотвратить влажность, и может продлить срок годности и срок годности пищи; Он может уменьшить калории и координировать текстуру в хлебобулочных изделий; Это может улучшить функциональные свойства некоторых белков, чтобы обеспечить пористость и мягкость выпечки товаров. Добавление эритритола в продукты Oreo не только снижает калории, но и добавляет освежающую текстуру. Чжан вей и др. [21] добавляют эритритол к кукам, в результате чего продукт становится золотым по цвету, хрустящим по текстуре и имеет прекрасную структуру.

3.4 молочные продукты

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 напитки и напитки

Эритритол может удалить и ингибировать производство свободных радикалов, и имеет антиоксидантные свойства. Гао шэнджун и др. [24] добавляют эритритол к лимонным соковым напиткам, чтобы улучшить вкус напитка и защитить витамины в напитке от разложения, продлевая срок годности. Ван Дан и др. [25] используют морковь в качестве сырья и добавляют эритритол, чтобы сделать функциональный напиток, который не только обеспечивает освежающий вкус, но и повышает стабильность ингредиентов. Также сообщалось, что эритритол может способствовать связывания молекул воды и молекул этанола, не только сокращая цикл ферментации, но и уменьшая специфический запах алкоголя и улучшая качество алкогольных напитков [26].

4. Выводы

Эритритол-это новый вид подсластителяЭто широко встречается в фруктах и овощах и в основном достигается путем микробной ферментации в промышленном производстве. Обладает характеристиками низких калорий и высокой толерантностью, оказывает положительное влияние на кишечную флору, не стимулирует секрецию инсулина, а также выполняет физиологические функции, такие как антиокисление и профилактика кариеса. В основном используется в пищевой промышленности в таких продуктах, как конфеты, хлебобулочные изделия, молочные продукты, напитки. С исследованиями теоретических знаний, процесс производства и извлечения эритритола постоянно совершенствуется, и сфера применения эритритола будет становиться все более и более широкой. Перспективы его применения весьма широки.

Ссылки на статьи

[1] Xiu X H. исследование процесса ферментации, разделения и экстракции эритритола [D]. Цзинань: шаньдунский институт легкой промышленности, 2011.

[2] ли к. в. эффективное производство эритритола [D]. Цзинань: технологический университет килу, 2015.

[3] Li Junlin, Guo Chuanzhuang, Wang Songjiang и др. Исследование свойств и применения эритритола [J]. Пищевые добавки китая, 2019, 30(10): 169-172.

[4]BERNT W O,BORZELLECA J F,FLAMM G.Erythritol: обзор биологических и токсикологических исследований [J]. Нормативная токсикология и фармакология,1996,24(2):191-197.

[5] уровни глюкозы и инсулина в сыворотке крови OKU T.Serum и баланс эритритола после перорального введения эритритола в здоровых предметах [J]. Европейский журнал клинического питания,1994,48(4):286-292.

[6] флинт н, гамбург н м, холбрук м, и др. влияние эритритола на эндотелиальную функцию у пациентов с сахарным диабетом 2 типа: экспериментальное исследование [J]. Диабетология,2014,51(3):513-516.

[7] сдерлинг е м., хиэтала-ленкери м. ксилитол и Эр-итритол уменьшает степень присоединения к пероральному стрептококку, производящему полисахариду [J]. Актуальная микробиология,2010,60(1):25-29.

[8]HONKALA S,RUNNEL R,SAAG M,et al.Effect of erythritol and xylitol on dental caries prevention in children[J]. Caries Research, 2014,48(5):482 — 490.

[9] петер д с, кауко м, эйно х и др. эритритол более эффективен, чем ксилитол и сорбитол, в управлении конечными точками гигиены полости рта [J]. Международный стоматологический журнал,2016,2016:9868421.

[10] европейский союз одобряет использование эритритола в напитках с низким содержанием калорий или без сахара [J]. Индустрия напитков, 2015, 18(5): 46.

[11] органическая сертификация подсластителей (stevia erythritol xylitol) в европейском союзе и США [J]. Индустрия напитков, 2016, 19(4): 79.

[12] Chen W, Liu X, Yang C, et al. Научно-исследовательский прогресс в области производства и применения эритритола в пищевой промышленности [J]. Пищевая промышленность, 2018, 39(2): 266 — 269.

[13]OTEY F H,SLOAN J W,WILNAM C A, et al.Erythritol and ethlenglycol from dial-dehyde крахмал [J]. Промышленное и прочее Инженерная химия,1961,53(4):267 — 268.

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

[15] сюй ин, ли цзинцзюнь, хе гоцин. Исследование прогресса эритритола и его применения в пище [J]. Пищевые добавки китая, 2005 (3): 92-95.

[16]GAO X L,SENEVIRATNE C J,LO E C M,et al.Novel и традиционные анализы в определении изобилия Streptococcus мутанов в слюне [J]. Международный журнал детской стоматологии, 2012,22(5):363 — 368.

[17] чжоу сию, ли сяньцай, ян ю и др. Влияние различных сахарных спиртов на характеристики качества зеленого чая custard соус [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2020, 41(4): 31 — 35.

[18] ян юанжи, ли фасаишен, шуай бин и др. Натуральный здоровый сахарный спирт: применение эритритола в низкокалорийных пищевых продуктах [J]. Китайские пищевые добавки, 2013 (1): 181-185.

[19] ли вэньчжао, у цзинь, лю сяоюй и др. Исследование характеристик эритритола и его твердых конфет [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2017, 38 (4): 96 — 100.

[20] ю лимей, бай вейдун, ян мин и др. Разработка хрустящих конфет из сезам эритритола и оценка их эффективности [J]. Журнал Zhongkai University of Agriculture and Engineering, 2012, 25(3): 30-31.

[21] чжан вэй, чжу бейбэй, ван чао. Оптимизация поверхности ответа для эритритоловых cookies [J]. Сельскохозяйственные науки гуйчжоу, 2018, 46(7): 159 — 162.

[22] юантоню лею, юкун чэнь, гохуа ху. Соединение адвантама и эритритола и его применение в йогурте [J]. Пищевая промышленность, 2021, 42(5): 129 — 134.

[23] тан юся, ян хайцзюнь, ли фафа. Разработка низкотеплого йогурта с эритритолом [J]. Китайская молочная промышленность, 2011(11): 46-48.

[24] гао шенцзюнь, мао цзюнь. Исследование защитного воздействия эритритола на витамин с в лимонных соковых напитках [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2014, 35 (3): 49 — 51.

[25] ван д, лю дж., сяо п и др. Разработка функционального напитка с добавлением эритритола с использованием моркови в качестве сырья [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2009, 30(7): 74 — 77.

[26] Li Junlin, Guo Chuanzhuang, Wang Songjiang и др. Исследование свойств и применения эритритола [J]. Пищевые добавки китая, 2019, 30(10): 169-172.