エリトリトールそれは何ですか?

Erythritolis a new type のfunctional sugar alcohol food sweetener that is widely found in fruits とvegetables, 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 fermentatiにcompared to other sugar alcohol sweeteners[4]. のUSFood and Drug Administration (FDA) recognizes the safety のerythritol and approved its inclusion in the GRAS list in 1997 [5]. In addition to being used as a food sweetener, erythritol cのalso be used as a diluent ためhigh-intensity sweeteners and as a pharmaceutical excipient. It is a functional food additive with a filling effect[6].

1. エリトリトールの構造と物理的および化学的性質

1. 1. 構造

エリトリトール(erythritol)または1,2,3,4-ブタンetetrolは、分子量122の白色結晶性粉末である。 12、融点126°c[1]、沸点329~331°c[1]、分子構造は対称であり、ラセミック・インター・エリトリトール[7]である。

1. 2   物理的および化学的性質

1. 2. 1     味

エリスリトールは、食べたときにクールな味があり、純粋な甘さで後味がありません。その甘さはショ糖の60 ~ 70%[8]であり、高強度甘味料の希釈剤として使用し、ステビオール配糖体やサッカリンと組み合わせることができる。さらに、エリスリトールは、様々な甘味料を組み合わせて使用した場合に生じる望ましくない味を隠すこともできます。

1. 2. 2耐熱性と耐酸性

エリトリトールは熱と酸に対して非常に安定であり、高温でアミノ酸とメイラード反応を起こして茶色に変化したり、極端な条件下で分解したりすることはない。

1. 2. 3溶存量

エリトリトールは結晶化しやすく、25℃では36%しか溶解しない。エタノールにも不溶である[8]。そのため、食品加工において、エリトリトールは結晶化を防ぐために他の糖アルコールと組み合わせて使用される。

1. 2. 4吸湿性

エリスリトールは吸湿性が低く、90%の環境下では水分を吸収しません[9]。したがって、エリトリトールは、チョコレート、キャンディー、飲料などの食品に使用することができます。

1. 2. 5水の活性と浸透圧

室温では、エリスリトール水溶液の水活性は0.92(36%)、浸透圧は461.5 kpa(15%)である。Erythritol'の低吸湿性は、水の活性を低下させ、食品の貯蔵寿命を延長することに資する[1]。

2製法

エリトリトールの分子構造は左右対称であり、ラセミ体の形で存在するため、製造過程ではエナンチオマーの除去などの複雑な工程を省略することができる[5]。現在、エリトリトールの製造には、化学合成と生物発酵の2つの主要な方法がある[10]。

2. 1化学合成法

エリトリトールの化学合成法は大きく2つに分けられる。1つは、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、過酸化水素を加えて2-ブテン-1,4-ジオールと反応させる方法である。得られた水溶液はクロム触媒およびアンモニア水阻害剤と混合され、水素が混合物に導入され、水素化の後、エリトリトールが得られる[11];別のタイプでは、デンプンを原料として使用し、過ヨウ素酸によって酸化されてバイアルドール熱分解を形成し、水素化してエリトリトールを得る[12]。化学合成法の主な欠点は、生産効率が低く、サイクルタイムが長く、コストが高く、操作が危険であるため、大規模な工業生産を実現することが困難であることです。

2. 2生物発酵法

生物発酵法では、デンプンを原料とし、アミラーゼやグルコアミラーゼなどの酵素を添加してデンプンを液化し、糖化してグルコースを生成する。その後、酵母や他の細菌を用いてグルコースを発酵させ、エリトリトールを生成する。エリトリトールは遠心分離、濃縮、結晶化、分離、乾燥、精製によって得られる[13]。生物発酵法の製造プロセスは、管理が容易で安全です。また、食品業界では主に新甘味料として使用されています。そのため、生物発酵法は生産上の利点があり、製造業者に採用されやすい。

2. 2. 1微生物の選別

The main strains used to 生産erythritol 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 酵母can 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 生産of erythritol can be scaled up to production plant scale, which has great market potential.

中国での発酵によるエリトリトール生産の研究は比較的遅れて始まった。江南大学のfan guangxianら[21]は、エリスリトールを生成する球状酵母(os194)をスクリーニングし、グルコースが基質の炭素源であると仮定して、変換率29.6%のエリスリトールを生成した。dong haizhouら[22]は、紫外線と有機溶媒の変異誘発により、安定な性能を持つ安定な球状酵母ery237株を得、最適発酵条件下でのエリトリトールの収率は87.8 g/ lであった。jia wei[23]は、蜂蜜試料からmoniliella sp.株を単離し、最適発酵条件下でのエリトリトールの収量は110.61 g/ lに達した。gu weiwei[24]は、カンジダ・ウチリスを用いてエリトリトールを発酵させ、直交試験を用いて最適な栄養基質と発酵条件を決定した。その結果、最適炭素源であるグルコースをベースに、最適条件栽培後の発酵培養液中のエリトリトール含有量は157.5 g/ lであった。yang xiaoweiら[25]はトルプシス(b84512)をスクリーニングし、エリトリトールの収率は162.5 g/ lに達した。linら[26]蜂蜜中からmoniliella sp.を単離し、ニトロソグアニジンを用いた突然変異誘発後、エリトリトールの収率は189.4 g/ lに達した。cai weiら[27]は、moniliella mellisとwickerhamomyces anomalusを併用した  114 g/ lの収率、変換率93.2%のエリトリトールを生成するために発酵し、アプリケーションの見通しが良い。

2. 2. 2炭素源の選択

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 効果of substrate concentration on the 発酵によるエリトリトールの生産. 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浸透圧の効果

kimら[31]は、トルロプシスcircumcinctaの成長およびエリトリトールの産生に対する塩浸透圧の影響を研究した。その結果、塩分濃度が高くなるほどエリスリトールの生産量が増え、正の相関関係があることが分かった。kimら[32]は、saccharomyces cerevisiaeによるエリトリトール産生に対する浸透圧の影響を研究した。その結果、mn2 +とcu2 +はエリスリトールの生成を増加させるが、ca2 +、cr3 +、ni2 +、v4 +などの無機塩の存在はエリスリトールの生成を妨げ、その結果、エリスリトールの収率を低下させることが示された。onishらは[33]、高浸透圧酵母は高浸透圧下での糖溶液の圧力により耐えることを示した。グルコースと塩の浸透圧が同じであれば、微生物の成長とエリトリトールの蓄積に寄与する。

2. 2. 4他のパラメータの影響

酸素の移動、温度、回転速度などの他のパラメータは、微生物の成長とエリトリトールの生産に異なる影響を与えます。spencerら[34]は、浸透圧に強い酵母では十分な酸素が存在するとエリスリトールが多く産生されることを示した。これは、発酵過程で十分な換気を維持することで、還元反応に還元された補酵素i (nadh)がより多く関与し、ポリオールの生産に有利であるという範広賢氏の見解と一致する。また、温度もエリトリトールの生成に影響を与える重要な要因です。xie piling[35]によると、26 ~ 30°cの範囲では、温度の上昇とともにエリスリトール含有量が増加し、30°cで最大に達した。温度が上昇し続けると、エリスリトールの含有量が有意に減少した。

3アプリケーション

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   スイーツ

エリトリトールはゼロカロリーの甘味料です。菓子の処方において、エリスリトールは、スクロースの代わりに、そのカロリーを大幅に低下させることができ、製品の風味、外観および安定性を向上させ、食品製造中の褐変および分解を防止します。アイスクリームには糖分が多く含まれており、糖尿病、肥満、高脂血症、高血圧の人にはよくない。他の甘味料と組み合わせてアイスクリームのレシピにエリスリトールを追加すると、アイスクリームのカロリーを削減し、クールでさわやかな味を与えることができます。また、多くの甘味料の組み合わせの苦味を大幅に隠すことができ、純粋な甘味を与えます。チョコレート製品では、チョコレートのカロリーを減らすことに加えて、エリトリア&#また、大幅に処理時間を短縮しながら、39の低吸湿は、製造工程中の吸湿に起因するフロスティングの問題を解決[36]。

3.2烧饼

焼き菓子では、エリスリトールの低吸湿性は食品が水分を吸収するのを防ぎ、賞味期限を延ばすことができる。同時に、エリスリトールは焼き菓子のカロリーを減らし、食感をバランスさせ、スクロースの一部を置き換え、糖度を下げることができます。これは、現代の健康的なライフスタイルに適合するだけでなく、焼き菓子に優れた多孔性と柔らかさを与えます。zhang weiら[37]は、クッキーにエリスリトールを添加して、新しいタイプの低糖健康焼き製品を開発し、応答曲面ソフトウェアを使用してプロセスパラメータを最適化した。その結果、最適なパラメータ条件で得られたクッキーは、完全な形、黄金色、サクサクとした食感、そしてきめ細やかな食感であることがわかりました。

3. 3乳製品

han jianjiaoら[38]は、単因子および直交実験を通じて、紅スリトールを用いた小豆の発酵のための技術条件を最適化し、最適な技術条件の下で、発酵させた小豆の遊離アミノ窒素含有量が1に達することを発見した。574 mmol/ lで、官能評価は良好である。浸透圧が低いエリスリトールは乳酸菌の発酵を抑制し、製品の賞味期限と賞味期限を延ばす効果がある。

3. 4飲料製品

ou zhifengら[39]は、ジャスミン茶と紅茶を原料に、よくブレンドされた天然甘味料キシリトール、エリスリトール、僧果実エキスを加え、直交実験により茶抽出工程の条件を決定し、官能評価により無糖茶飲料の処方を決定した。ブレンド後のお茶の香りは軽く、口当たりも豊かです。エリスリトールは、口の中で心地よい清涼感を与え、それ自体が製品の甘さを高め、お茶の苦味を抑え、不快な味を隠します。

4まとめと展望

Erythritolis 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&#自然、安全で健康的な概念の39の追求、そしてそれはまた、将来の食品産業の発展の主流の傾向である。

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