エリトリトールそれは何ですか?

エリトリトールは新しいタイプの機能性糖である果物や野菜、藻類、菌類、醤油やワインなどの発酵食品に広く含まれているアルコール食品の甘味料。それが高い熱安定[1]、低吸湿性"[1]、性格の熱安定[1]の高いなど低吸湿性"[1]、甘み[2]、ゼロカロリー値[2]non-cariogenic[3]、non-glycemic[3]と高い包容力、で広く使用されて食品医学、化学工業などの分野別に特に甘味料市場競争力を備えた。さらに、エリトリトールは現在、他の糖アルコール甘味料と比較して、微生物発酵によって生産される唯一の糖アルコール甘味料です[4]。米国食品医薬品局(fda)はエリスリトールの安全性を認識し、1997年にgrasリストに含めることを承認しました[5]。食品の甘味料として使用されるほか、高強度甘味料の希釈剤や医薬品の賦形剤としても使用されます。充填効果を有する機能性食品添加物である[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1,2,3,4-ブタンテロール分子量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

エリトリトールは、食べたときに涼しい味がします後味のない純粋な甘さです。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るまた、高温でアミノ酸とメイラード反応して茶色に変色したり、極端な条件下で分解したりすることもありません。

1. 2. 3溶存量

エリトリトールは結晶化しやすいそして、その溶解度は25°cで36%しかありません。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

エリトリトールは吸湿性が低いまた、90%の環境下でも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、の水の活性erythritol水溶液is 0.92(36%)、浸透圧は461.5 kpa(15%)です。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、過ヨウ素酸で酸化してバイアルドール熱分解を形成し、水素化する取得erythritol[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、エリトリトールは主に新しい甘味料として使用されます食品業界で。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

エリスリトールの主な生産に使用される菌株は、真菌、酵母、細菌などであり、その多くはサッカロミセス属(saccharomyces)である。現在の研究では、エリスリトールを産生する細菌の主な種は、candida属[14]、trichosporon属[15]、torulaspora属[16]、kluyveromyces属[16]、pichia属[16]などであることがわかっています。1950年代、binkle yら[17]は、酵母を用いてエリトリトールを生成できることを初めて提唱した。使用された株のほとんどは、茎の短いカビ、丸い酵母、トリコスポロン属など、ミツバチの日常活動から分離された浸透圧耐性酵母であった。hajnyら[18]は、花粉からトルロプシス株を単離し、グルコースから炭素源としてエリトリトールを生産し、収率は35% ~ 40%である。同様に石塚ら[19]は、土壌や花粉などの自然界から高浸透圧耐性酵母株を分離・取得し、aエリトリトールの50%の収率ブドウ糖を発酵させて。jeyaら[20]は、高浸透圧下で成長するエリトリトール酵母(pseudozyma tsukubaensis kn75)を単離した。ブドウ糖を炭素源としたバッチ発酵により、収率は61%に達した。溶存酸素をパラメータとすることで、生産規模を工場規模に拡大することができ、大きな市場の可能性を秘めている。

この研究は発酵によるエリトリトールの生産中国では比較的遅く始まりました江南大学のfの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

エリトリトールの製造において、グルコースは酵母発酵の主要な炭素源である。gao huiらの研究[28]によると、グルコースはtorulaspora delbrueckiiによるエリトリトール発酵に最適な炭素源であることが示されています(b84512)。全糖濃度を50%に達するまで段階的に増加させると、エリスリトールの最大収率は253 g/ l、収率は1.03 g/ lである。wu yanら[29]は基板の効果を研究したエリトリトールの生産に集中発酵させたもの。その結果、高tonicity-tolerant yeastは50%のグルコース溶液中で活発に成長し、エリスリトールを産生したが、その変換率は低かった。また、糖溶液の濃度が高いほど、残留糖が多くなる。エリトリトール発酵の基質として最適なグルコース濃度は200 g/ lである。yang liboら[30]によると、ヤロウィア・リポリチカはグリセロールを発酵させ、優れた炭素源としてグリセロールを使用すると、収率93.6 g/ l、収率49%のエリトリトールを生産することができる。

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、塩分濃度が高くなるという結果が出たerythritol増産正の相関関係を示しています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、浸透圧耐性酵母を示した生産量を増やすerythritol十分な酸素があるとき。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

エリトリトールはその優れた特性から、食品、医薬品、化学品などの分野で広く使用されています。製薬業界では、エリスリトールは、効果的に薬の味を向上させるために、薬の香料や賦形剤として使用することができ、また、さまざまな薬を合成するために使用することができます。化学工業では、エリトリトールは有機合成の中間体として用いられる。化粧品では、グリセリンの代わりにエリスリトールを添加することで保水性を高め、化粧品の腐敗を防ぐことができます。しかし、新しい機能性糖アルコールとして甘味料・erythritol主に食品業界で使用されています。

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 et al. [37]クッキーにエリスリトールを追加しました低糖ヘルシーベークド製品の新しいタイプを開発し、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ました。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。浸透圧が低いエリトリトール,乳酸発酵を抑制して,制品の賞味期限と賞味期限を延ばすことができる。

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、快適な冷却感覚を提供します口の中で、それ自体が製品の甘さを高め、お茶の苦味を減らし、オフフレーバーをマスクすることができます。

4まとめと展望

エリトリトールは新しいタイプの健康食品甘味料ですそれは自然界で広く見られます。ゼロカロリー、低吸湿性、結晶化しやすい、熱安定性、さっぱりとした味わい、cariogenic効果がない、血糖変動に影響しないなどの機能性を有しています。甘い食品、焼き菓子、牛乳飲料などに使用できます。現在、食品産業におけるエリスリトールの生産は、主に微生物発酵に基づいています。理論研究と技術条件の継続的な改善に伴い、エリスリトールの純度は増加し続け、その使用範囲はますます広くなるでしょう。エリトリトールの開発はpeople&と一致しています#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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