エリトリトールは安全ですか?

エリトリトールは、新しいタイプのポリオール甘味料です低発熱量、良好な結晶性、良好な味、低吸湿性、非カリブ原性、糖尿病患者にとって安全で、熱および酸に対して非常に安定し、非発酵性であり、胃腸不快感を引き起こさない。通常の食品加工条件下で褐変したり分解したりしないという特長があり、カロリーゼロ成分として知られています。菌類(海藻、キノコなど)、果物(メロン、ブドウなど)、各種発酵食品(ワイン、ガム、日本酒、醤油など)に広く含まれています。ヒトや動物の血液、精液、尿などの組織や体液にも存在する。自然界におけるエリトリトールの分布を表1に示します。

発酵によるエリスリトールの製造技術が成熟するにつれて、生産コストはさらに削減され、そしてエリトリトールの応用分野その特殊な生理的および代謝的特性および応用機能のために拡大し続けます。

1エリトリトールの物理化学的性質と生理学的・代謝的特性

1。1エリトリトールの物理化学的性質[2,3]

エリトリトール(erythritol)は、1,2,3,4-ブタンetetrolの化学式を持つ4炭素ポリオールで、分子式はc cooh - 16, vir oである。対称性分子であり、ラセミ体の形で生じる。分子量は122.12、融点は119°c、沸点は329 ~ 331°c、溶液の熱は-96.86 kj /kgである。

エリトリトールは白くて光沢のある粉末ですまたは水に溶ける結晶。水溶液は無色で粘性のない液体である。化学的性質は他の多水物アルコールと類似している。還元アルデヒド基を含まず、熱と酸に対して安定であり(phは2 - 12)、ソルビトール、マンニトール、キシリトールおよび他の糖アルコールよりも低い分子量と高い溶液浸透圧を有する。

1.1.1甘み特性

エリトリトールは70 - 80%がスクロースと同じくらい甘い口の中で冷たさを感じ、純粋な甘さで、ショ糖のように後味がなく、サッカリンやアスパルテームなどの甘味料と混ぜて不快な味を隠すことができます。

1.1.2溶液の高熱

エリスリトールの溶解熱は-96.86 kj /kgで、これはグルコースの3倍である。水に溶かすとより多くのエネルギーを吸収し、消費すると涼しい口当たりを持つ。

1.1.3低い吸湿性

エリトリトールは良好な結晶性を有する水分を吸収しません。20°cで90%の相対湿度でも非吸湿性であり、チョコレートキャンディーの加工に適しています。

1.1.4低い溶存量

20°cでの溶解度は37%であり、ソルビトールの約50%である。甘いものを作るときは、他の糖類アルコールと混ぜて結晶化を防ぎ、食感の安定性を保つ。

1.1.5強い熱と耐酸性、熱と酸に安定

エリトリトールは耐熱性が高いまた、高温(160°c)でも分解しません。熱や酸に対して安定で、分解、変色、メイラード反応を受けず、色が重要な食品加工に適しています。

1.1.6低水活性と高い浸透圧

の小さなサイズのためにerythritol分子分子量はスクロースの約1/3で、水の活性を大幅に低下させることができます。25°c、36%水溶液の水の活性は0.91;エリスリトールは浸透圧が高い20℃、15%の水溶液の浸透圧は461.5 kpaであり、これはスクロースの3.2倍、ソルビトールの1.8倍である。このエリスリトールの特徴は、0℃、水溶液浸透圧15% (461.5 kpa)、スクロースの3.2倍、ソルビトールの1.8倍を改善するのに有益である。このエリトリトールの特性は、食品の保存性を向上させ、食品の保存寿命を延ばすのに役立つ。

1.1.7氷点うつ病と粘度特性

エリトリトールには小分子があるそして、氷点を下げる大きな効果があります。25℃、30% w/wのエリトリトール水溶液は-4.1℃である。他の糖アルコールと比較して、エリスリトールの凝固点の低下は顕著であるが、この時の粘度は3.0×10- 3 pa・sである。

1.2生理機能および代謝特性

1.2.1ユニークな代謝と低生産能力

エリトリトールは小腸で容易に吸収される大部分は血液循環に入り、ごく一部だけが大腸に直接入って発酵して炭素源になる。人体にはエリスリトールを代謝する酵素体系がないため、血流に入ったエリスリトールは消化と分解ができず、腎臓を通じて尿の中に排出される。この特異な代謝特性がエリトリトールの低発熱量を決定する。

文献報告[2]によるとエリトリトールの80%体内に入るものは尿中に排泄され、約20%が大腸に入ります。大腸に入るエリトリトールの50%は細菌によって利用されている。このことから、摂取されたエリスリトールのうち代謝され、人体にエネルギーを供給するエネルギーとして使用されるのはせいぜい5% ~10%程度であることがわかります。エリスリトールのエネルギー値は836から1672 j /gであり、これはスクロースのエネルギーの5%から10%に過ぎない。これは、すべての多水アルコール甘味料の中で最も低いエネルギーです。厚生労働省によると&#糖のカロリー値を評価するための39の方法(魏新71号、1991)、エリトリトールのカロリー値は0です。また、1995年10月に厚生労働省が発表した「食品栄養表示基準(案)」71)では、エリスリトールのカロリー値は0とされています。また、1995年10月に厚生省が発表した「食品栄養表示基準(案)」によると、エリスリトールのカロリー変換係数(j /g)は0である[4]。各種糖アルコール化合物の熱量(j /g)を表2[s]に示す。

1.2.2高耐性、いくつかの副作用

大量の動物や临床実験個性と集合erythritolが安全かつ无毒の,30代後半や毒性もは染色体変異体を起こさず再生と発展に影响を及ぼすないは発がん性ではなく、刺激せず腫瘍成長もよく消化管にまで寛容を施すことはあまり效果がない糖尿病患者のうちの基础代谢、副作用がなく基準を血糖する[6.7]たエリトリトールの80%は小腸で速やかに吸収され、吸収されない物質による下痢や鼓腸の副作用を回避できるため、エリトリトールは高い忍容性を持ち、最も忍容性の高い糖アルコールの1つである。大腸に入る量は少なく、排泄される量は50%であるため、腸内に残る量は非常に少なく、副作用もほとんどありません[8]。

1.2.3糖尿病患者への適合性

人体のための酵素システムを欠いているので代謝erythritol体内に入ったエリトリトールの大部分は、尿として排出される。代謝経路はインスリンに依存しないか、ほとんど依存しないため、グルコース代謝には影響しない。エリスリトールを含む食品は、糖尿病患者のように砂糖の消費量が少ない特殊な消費者グループにも安全である。

1.2.4 Non-cariogenic特性

エリスリトールは、口の中の細菌、特にstreptococcus mutansを使用して発酵させることができないため、口の中の歯の表面のphを低下させず、歯垢と虫歯を引き起こす。1.2.5はビフィズス菌の増殖を促進する。

研究利用erythritol腸内細菌によってエリトリトールが腸内のビフィズス菌に顕著な増殖効果を有することを示しています。

2エリトリトールの製造プロセス

エリトリトールの製造方法は、主に化学合成と発酵である。

2.1エリトリトールの化学合成

ブテン-2,1-ジオールと過酸化水素を反応させることで化学合成が可能である。ブテン-2,1-ジオールは、まずアセチレンとホルムアルデヒドから2-ブテン-1,4-ジオールを作り、次に水溶液と活性ニッケル触媒を混合し、阻害剤であるアンモニアを加えることで生成する。水素化は0.5 mpaで行われ、エリトリトールが得られる。デンプンを原料とする化学合成法は、ピリオデイト法を用いてデンプンのアルデヒドを生成し、酸化して分解してエリトリトールなどの誘導体を生成する[10]。エリスリトールを製造する化学合成法は、工程が長い、コストがかかる、汚染が深刻、要求が高い、製品の安全性が低いなどの欠点があり、発酵法とは比較にならない。そこで最も研究・応用されているのが、でんぷんをaとして発酵させる方法ですエリトリトールを製造する原料.

2.2エリトリトールを製造する微生物発酵方法

発酵法は、デンプンの加水分解を用いて原料としてブドウ糖を生産し、それを浸透圧に強い酵母の菌株によって発酵させる生産erythritolそして、リビトールやグリセロールなどの少量の副生成物。分離・抽出・精製を経て、高純度のエリスリトール生成物が得られ、収率は約50%です。化学合成と比較して、穏やかな条件、容易な制御、環境に優しい、少ない汚染、製品の安全性、豊富な原料源、低コストの利点を持っています。また、大量生産も容易です。

酵母はエリトリトールを生成することができます。これは、1950年にbinkeyとwolfromによって最初に提案されました[11]。1956年、カナダのspencerらは、高浸透圧酵母によるグリセロールの生産を研究する際に、高浸透圧酵母が糖を発酵させてエリスリトールを生産することを発見した[12]。その後、日本、韓国、ベルギーなどでは発酵によるエリトリトールの生産に関する研究が行われている。日本の研究者は、グルコースを原料としたエリスリトールを生産する高浸透圧耐性酵母aureobasidium sp. sn-115を得た[13]。韓国のjinbらは、グルコースを原料として35°cで発酵させ、141 g/ lのエリスリトールを47%の収率で生産できる高浸透圧耐性カンジダ菌株をスクリーニングした[16]。

台湾のshieらは28種のエリスリトール産生細菌をスクリーニングしたが、そのうち166-2株は30%のグルコースを発酵させて111.0 g/ lのエリスリトールを産生する[15]。これまで、erythritol-producing微生物aureobasidium、moniliella、torula、trichosporon、trichosporon oides、candida、pichia、torulopsis、trigonopsisなど、蜂巣、蜂蜜、花粉から分離された浸透圧耐性酵母が主に研究されています[3]。

現在、工業で使用されている主な菌株生産erythritol日本のaureobasidium sp.の変異株です;韓国のカンジダ・マグノリアウまた、米国産のtrigonopsis variabilis, trichosporonoides megachiliensis, trichosporonoides, pichia sp。中国の江南大学[16]と江蘇微生物研究所[17]も、発酵によるエリスリトールの生産に関する研究を行っているが、生産への応用は報告されていない。現在、山東寰宇など国内のいくつかの企業がエリスリトールを大量生産し、少量の製品を市場に出している。

食品発酵産業の研究と設計の山東研究所の研究にコミットされていますerythritol生産技術1992年から発酵によって。10年以上の努力の末、花粉やハチミツなどのサンプルを選別して、浸透圧に強い酵母株を得た。

自然単離後、複数の化合物変異原化処理、家畜化および他の方法、ひずみ&#高糖を許容する39の能力は50%以上に達しています。澱粉加水分解物を原料とすると、エリスリトールの収率は180g/ l以上、変換率は50%以上に達する。現在、エリスリトール発酵プロセス技術と抽出技術のパイロット試験と生産試験を完了し、製品純度は99%以上に達することができます。予備研究の結果、繁殖によって得られたエリスリトール産生菌は、安定した性能を持ち、制御しやすい発酵条件が緩く、発酵速度が速く、発酵中の糖残量が少なく、発酵副産物が少ないことがわかった。彼らはエリトリトールの生産のための優れた菌株です。研究によって決定されたすべての生産プロセスと技術的なルートは、簡単かつ実施しやすく、工業生産に適しています。現時点では、のための技術的条件エリトリトールの大規模な工業生産設置しておいた

3 Erythritolアプリケーション

3.1食品産業におけるエリトリトールのアプリケーション

1990年、日本の食品規制が承認された直接食品成分としてエリトリトール。1997年、米国食品医薬品局(fda)に承認され、米国fda &を取得しました#39;s gras(一般的に安全と認識されている)認証を取得し、「歯の健康に良い」ラベルを付けることができました。エリトリトールは、1999年に、食品農業機関(fao)と世界保健機関(who)の合同機関である合同食品添加物専門委員会(jecfa)によって、adi値を指定していない食品甘味料として承認された。1999年、オーストラリアおよびニュージーランド食品庁(an、a)はエリスリトールを食用成分として承認し[6]、中国もgb 2760基準で食品への使用を許可しています。

新機能性食品甘味料としてエリトリトール低吸湿性、低発熱性、良好な結晶性、非カリブ生成性、糖尿病患者への適合性など、独自の生理的・代謝的特性から、食品業界で広く使用され始めています。エリスリトールは、その良好な熱と酸の安定性のために、通常の食品加工条件下では褐変や分解がほとんど起こりません。これはチョコレートの品質に大きな影響を与えます。エリスリトールの高い熱安定性により、より高い温度で精製することができ、チョコレートの風味形成をさらに促進し、製品の品質を向上させることができます。エリスリトールは吸湿性が低く、高湿度環境下では、湿度90%以上の環境下でも吸湿しにくい。この特性は、チョコレートやチューインガムなどの食品の加工で特に重要です。

実験はそれを示していますエリトリトールの10 g90 gの水に溶解している、温度は4.8°c低下することができます。17 gのエリトリトールを100 mlの水に22℃で溶かすと、約6℃の冷却効果がある。エリスリトールの高い熱吸収性は、消費後の製品を清涼感を与えます。17 gのエリトリトールを100 mlの水に22℃で溶かすと、約6℃の冷却効果がある。エリスリトールの高い熱吸収力は、消費後の清涼感と清涼感を持続させます。これは、ガム、清涼固形飲料、キャンデーの品質を向上させるために重要です。

エリトリトールはきれいな甘さがありますまた、これらの甘味料と組み合わせて使用すると、タンパク質糖やステビアなどの高強度甘味料の後味を効果的にマスクすることができます。エリスリトールはアルコール臭特有のにおいを和らげ、蒸留酒や酒の味や香りを良くする作用もある。野菜ジュース飲料に使用すると、野菜飲料特有の嫌味を効果的に抑えることができます。コーヒーに入れると、コーヒーの渋みを効果的に抑えることができます。エリスリトールの耐熱性と耐酸性は、低温殺菌、高温または超高温殺菌プロセスがエリスリトールで甘くした飲料の外観に影響を与えないことを意味します。

3.2医学および健康製品の生産におけるエリトリトールのアプリケーション

エリスリトールは非常に低カロリーであり、「ゼロ」カロリー甘味料として知られていますだから、さまざまな低カロリーの健康食品、ダイエット食品、飲料を生産するために使用することができます。エリスリトールは特殊な生理的代謝機構を持ち、血糖値に影響を与えないことから、糖尿病やその他の耐糖能障害を持つ患者のための機能性食品や飲料の開発に利用されています。エリトリトールは非カリオジェネティクスであり、ストレプトコッカス・ミュータンのような病原性細菌には使用できない。したがって、エリスリトールから作られたキャンディーや特別な歯の洗浄製品は、子供を保護する上で肯定的な効果を持っています。' s口腔衛生。製薬業界では、エリスリトールは、薬のフレーバー剤や錠剤の添加剤として使用することができ、効果的に薬の味を向上させることができます。最近の研究では、エリトリトール誘導体ジヒドロキシエリトリトールに抗hiv活性があることも示されています[10]。エリトリトールの硝化によって形成されるニトロエリトリトールは、心血管および脳血管疾患および喘息患者の治療のための薬剤に使用することができます[2]。

3.3他の産業におけるエリトリトールの応用

化学産業ではエリトリトールは中間体として用いられる有機合成では、アルキド樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、塗料、爆発物などの合成に幅広い応用の見通しがあります。化粧品では、エリトリトールは部分的にグリセリンを置き換えることができます。ほとんどの微生物はエリスリトールを使用できないため、化粧品の劣化を防ぐことができます。また、エリトリトールを基材として希少なl-エリトルロースを製造するなど、希少な製品の原料としても利用できます。rahmanら[18]日本では、エリトリトールを微生物によって酸化し、l-リボース異性化酵素を18%の収率で生産する技術が紹介された。その後、イオン交換カラムで精製し、1。純粋なl-エリトリトールの7g。科学技術の急速な発展に伴い、エリトリトールの新しい用途が開発され続けています。

技術デンプンを発酵させてエリトリトールを生成する原料としてますます成熟してきている。豊富な原料源、環境に配慮した製造プロセス、高い製品安全性、そして純粋に天然であるという事実から、このプロセスはエリトリトールを生産するための主要な技術ルートになるでしょう。生産技術の継続的な向上に伴い、製品の品質は継続的に向上し、生産コストは継続的に低下し、製品はより強い市場競争力を持つことができます。

参照

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