エリトリトールは何から作られていますか?

Erythritol 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 Erythritol

1.1構造および物理的および化学的性質

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な生体機能を

低カロリー1.2.1

エリトリトールは分子量が低く、小腸で吸収されやすく、その大部分が血液循環に入る。人体には関連する酵素系がないため、血液中に入ったエリトリトールは代謝されて体内に吸収されず、尿を通して体外に排出される。したがって、エリトリトールは非常に低カロリーです。

1.2.2高い耐性

エリトリトールには非常に高い耐性があります。耐性は男性が0.68 g・kg—1、女性は0.80 g・kg—1だ。50 kgの女性の場合、許容差は40 g・d-1;動物の耐性は18 ~ 20 g・kg-1 bwである[4]。耐性はキシリトール、ラクチトール、マルチトール、イソマルチトールの2 ~ 3倍、ソルビトール、マンニトールの3 ~ 4倍である。

1.2.3それは腸内細菌叢にプラスの効果を有します

人体にはこのような酵素が不足しているため、摂取されたエリトリトールの90%は排泄され、10%は大腸に入る。研究によると、エリスリトールは大腸内の腸内フローラによって容易に発酵されず、腸内フローラによって産生される短鎖脂肪酸を増加させることがわかっています。腸内の短鎖脂肪酸は、腸および全体的な人間の健康に良い影響を与えます。そのため、エリトリトールは腸内細菌叢に良い影響を与えると推測されている。

1.2.4はインスリン分泌を刺激せず、血糖値の変動を引き起こす

健康な人やブドウ糖不耐症(前糖尿病)のある人を対象にした検査では、エリスリトールを服用した後、血糖指数とインシュリン指数がともに0.2と、ほとんど効果がなく、他の糖類アルコールはほとんど血糖値を上げ、インシュリン分泌を刺激する効果があることが分かった。このうち、マルチトールの血糖値は52、キシリトールの血糖値は15程度で、いずれもエリスリトールより有意に高い[5]。

1.2.5抗酸化作用

動物実験によると、エリトリトールは糖尿病ラットに抗酸化作用があり、フリーラジカルを除去して阻害し、高血糖によって損傷を受けた血管を保護する。研究によると、1日に36 gのエリトリトールを摂取した24人の2型糖尿病患者は、血管機能を改善し、心臓病のリスクを低下させた[6]。

1.2.6虫歯の予防

この過程で、口の中の有害な細菌が糖分を代謝して酸を放出し、歯のエナメル質を腐食させる。糖アルコールは経口細菌によって代謝されることはない。いくつかの研究では、エリスリトールとキシリトールは口腔内細菌の増殖を直接抑制することができ、エリスリトールはキシリトールやソルビトールよりも虫歯予防に有効であることがわかっている[7-9]。

1.3安全と規制

エリトリトールは食品成分として安全です短期的および長期的な動物の餌やり、多世代生殖および奇形学的研究を含む、ヒトおよび動物に関する多数の安全性研究によって実証されているように。日本、アメリカ、オーストラリアではすでに2000年に食品の成分として承認されている。欧州連合(eu)は2015年に飲料へのエリスリトールの添加を承認し[10]、翌年には有機食品へのエリスリトールの添加を承認した[11];カナダは2016年に炭酸飲料へのエリトリトールの添加を承認した。中国では、gb 2760-2011で、エリスリトールは生産ニーズに応じて適切な量であらゆる種類の食品に使用することができると規定されています。

2エリトリトールの生産

エリトリトールは対称的な分子構造を持ち、ラセミ体の形で存在するため、対応する異性体を除去する工程は製造過程で省略することができる。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ります。

2.1化学合成

化学合成には主に2つの方法がある。1つはデンプンやセルロースを原料とし、もう1つは高ヨウ素酸を原料に酸とアルカリで処理して高アルデヒドデンプンを得る。ニッケルは触媒として使用され、エリトリトールやその他の誘導体は水素化と高温高圧下での還元によって得られる[12]。この方法ではエチレングリコールが生成され、回収率が低い。別の方法としては、まずペアセチレンとホルムアルデヒドを用いて2-ブテン-1,4-ジオールを作り、次にブテン-1,4-ジオールと過酸化水素を反応させ、次に触媒ニッケルと不活性化剤アンモニアを水溶液に加える。水素を約0.5 mpaで通過させ、エリトリトールとその誘導体を得る[13]。この方法は、高い生産要件、深刻な汚染、製品の安全性の管理が困難です[14]。上記2つの化学合成法は、製造時の浸透圧の変化、多水アルコールの生成、酸素や温度などの外部環境要因の影響を受けます。

2.2微生物発酵法

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用いて、原料を酵素的にグルコースに分解する。この混合物を高浸透圧酵母で発酵させ、グルコースをエリトリトールなどのポリオールの混合物に変換する。エリトリトールは遠心分離と濃縮、結晶化と分離、乾燥と精製によって得られる。工業生産工程は、デンプン→液化→糖化→グルコース→生産ひずみ発酵→濾過→クロマトグラフィー分離→精製→濃度→結晶化→分離→乾燥→エリトリトールであり、平均回収率は約50%である[15-16]。微生物発酵法は、生産条件が穏やかで、管理が容易という利点があります。現在、この方式は主に国内外での大量生産に使われている。選択された発酵微生物は、カンジダ、トリコスポラム、ピヒアなどの食品グレードのosmophilic酵母です。

3. 食品産業におけるエリトリトールの応用

エリトリトールの特性と機能は、多くの分野で使用されています。製薬業界では、医薬コーティングや錠剤賦形剤として、化学業界では、蓄熱材料やポリマー材料として使用することができます。新しいタイプの甘味料として、食品業界で広く使用されています。

3.1薬味

調味料産業は比較的成熟した安定した産業レベルを有しており、製品の焦点は原材料の選択にあります。機能性調味料の開発と研究は、業界の発展傾向となっている。周四雨ら[17]は、脂肪の代わりに牛乳、卵、低グルテン粉などを、スクロースの代わりにエリスリトールを使って低糖緑茶カスタードソースを作った。最終製品の官能品質、貯蔵安定性、およびレオロジー特性を評価しました。砂糖アルコールを加えたタレが広がりやすく、均一で繊細な食感を持ち、製品の保存安定性を維持できることがわかった。

3.2飴

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烧饼

エリスリトールは低吸湿性の特徴があり、湿気を防ぐことができ、食品の賞味期限と賞味期限を延ばすことができます。それはカロリーを減らし、焼き菓子の食感を調整することができる。いくつかのタンパク質の機能特性を改善し、焼き菓子の多孔性と柔らかさを確保することができます。オレオにエリスリトールを加えると、カロリーが下がるだけでなく、さっぱりとした食感になる。zhang weiら[21]は、クッキーにエリスリトールを添加したが、その結果、色は金色で、食感はサクサクで、構造は微細であった。

3.4乳製品

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飲料

エリトリトールは、フリーラジカルの生成を除去し、抑制することができ、抗酸化特性を有する。高升俊(コ・スジュン)ら[24]レモン果汁飲料にエリスリトールを添加したのは、飲料の味を改善し、飲料中のビタミンを分解から保護し、保存期間を延ばす効果があった。王丹ら[25]は、ニンジンを原料とし、エリスリトールを添加して機能性飲料を作った。清涼感を確保し、成分の安定性を高めた。また、エリトリトールは水分子とエタノール分子の結合を促進し、発酵サイクルを短縮するだけでなく、アルコール特有の匂いを軽減し、アルコール飲料の品質を向上させることも報告されている[26]。

4結論

エリトリトールは新しいタイプの甘味料ですそれは果物や野菜に広く見られ、主に工業生産における微生物発酵によって得られます。低カロリー・高耐性の特徴があり、腸内細菌叢に好影響を与え、インスリン分泌を刺激せず、抗酸化や虫歯予防などの生理機能もある。主に食品業界で、お菓子、焼き菓子、乳製品、飲料などの製品に使用されています。理論的知識の研究に伴い、エリトリトールの生産と抽出プロセスは絶えず改善されており、エリトリトールの適用範囲はますます広範になるでしょう。その応用の見通しは非常に広い。

参照

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