L’érythritol est-il sûr?

L’érythritol est un nouveau type d’édulcorant polyol à faible valeur calorifique, bonne cristallinité, bon goût, faible hygroscopicité, non cariogène, sans danger pour les diabétiques, très stable à la chaleur et à l’acide, non fermentable et ne cause pas d’inconfort gastro-intestinal....... Il a l’avantage de ne pas briller ou se décomposer dans des conditions normales de transformation des aliments, et est connu comme un ingrédient "zéro" de calories. On le trouve largement dans les champignons (comme les algues et les champignons), les fruits (melons et raisins, etc.), et divers aliments fermentés (comme le vin, la gomme à mâcher, le saké, la sauce de soja, etc.). Il est également présent dans les tissus et les liquides organiques des humains et des animaux, tels que le sang, le sperme et l’urine. La répartition de l’érythritol dans la nature est indiquée dans le tableau 1.

Au fur et à mesure que la technologie de production de l’érythritol par fermentation mûrit, les coûts de production seront encore réduits, et laapplication fields De laerythritol will continue to expand due to its special physiological and metabolic properties and application functions.

1 propriétés physico-chimiques et caractéristiques physiologiques et métaboliques de l’érythritol

1.1 propriétés physico-chimiques de l’érythritol [2,3]

L’érythritol est un polyol à quatre carbone avec le nom chimique 1,2,3,4-butanétetrol et la formule moléculaire C₄H fines. C’est une molécule symétrique et se produit sous la forme racémique. La masse moléculaire est de 122,12, le point de fusion 119°C, le point d’ébullition 329-331 °C, et la chaleur de la solution -96,86 kJ/kg.

érythritol is a white, shiny powder or crystal that is soluble in water. Its aqueous solution is a colorless, non-viscous liquid. Its chemical properties are similar to those of other polyhydric alcohols. It does not contain reducing aldehyde groups, is stable to heat and acids (applicable pH 2–12), and has a lower molecular weight and higher solution osmotic pressure than sorbitol, mannitol, xylitol and other sugar alcohols.

1.1.1 caractéristiques de la douceur

L’érythritol est de 70 à 80% aussi sucré que le saccharose, avec une sensation de refroidissement en bouche, une douceur pure, semblable au saccharose, sans fin de bouche, et peut être mélangé avec de la saccharine, de l’aspartame et d’autres édulcorants pour masquer les goûts désagréables.

1.1.2 chaleur élevée de la solution

La chaleur de dissolution de l’érythritol est de -96,86 kJ/kg, soit trois fois celle du glucose. Il absorbe plus d’énergie lorsqu’il est dissous dans l’eau, et a une sensation fraîche en bouche lorsqu’il est consommé.

1.1.3 faible hygroscopicité

L’érythritol a une bonne cristallinité et n’absorbe pas l’humidité. Il reste non hygroscopique à une humidité relative de 90% à 20°C et convient au traitement des bonbons au chocolat.

1.1.4 faible solubilité

Sa solubilité à 20°C n’est que de 37%, soit environ 50% de la solubilité du sorbitol. Lors de la fabrication d’aliments très sucrés, il doit être mélangé avec d’autres alcools de sucre pour empêcher la cristallisation et maintenir la stabilité de la texture de l’aliment.

1.1.5 forte chaleur et résistance aux acides, stable à la chaleur et à l’acide

L’érythritol est très résistant à la chaleur et ne se décompose pas même à des températures élevées (160°C). Il est stable à la chaleur et à l’acide, ne se décompose pas, ne se décolore pas ou ne subit pas la réaction de Maillard, et convient à la transformation des aliments où la couleur est critique.

1.1.6 faible activité de l’eau et haute pression osmotique

En raison de la petite taille deMolécules d’érythritol, le poids moléculaire est seulement environ 1/3 celui du saccharose, qui peut considérablement réduire l’activité de l’eau. L’activité dans l’eau d’une solution aqueuse à 25°C à 36% est de 0,91; Et l’érythritol a une pression osmotique élevée. La pression osmotique d’une solution aqueuse à 20°C à 15% est de 461,5 KPa, soit 3,2 fois celle du saccharose et 1,8 fois celle du sorbitol. Cette caractéristique de l’érythritol est bénéfique pour améliorer 0℃, la pression osmotique de solution aqueuse de 15% de 461,5 KPa, 3,2 fois celle du saccharose, 1,8 fois celle du sorbitol. Cette caractéristique de l’érythritol est propice à l’amélioration de la capacité de conservation des aliments et à la prolongation de la durée de conservation des aliments.

1.1.7 dépression du point de congélation et caractéristiques de viscosité

L’érythritol a une petite molécule et un effet significatif sur l’abaissement du point de congélation. Le point de congélation d’un 25℃, 30% p/p solution aqueuse d’érythritol est -4,1 ℃. Par rapport à d’autres alcools de sucre, l’abaissement du point de congélation de l’érythritol est significatif, alors que la viscosité à ce moment n’est que de 3,0 x 10-³Pa· S.

1.2 fonctions physiologiques et caractéristiques métaboliques

1.2.1 métabolisme Unique et faible capacité de production

L’érythritol est facilement absorbé dans l’intestin grêle, dont la majeure partie pénètre dans la circulation sanguine, et seulement une petite quantité pénètre directement dans le gros intestin pour être fermenté comme source de carbone. Puisque le corps humain n’a pas le système enzymatique pour métaboliser l’érythritol, l’érythritol qui pénètre dans la circulation sanguine ne peut pas être digéré et dégradé, et peut seulement être excrété du corps par les reins dans l’urine. Cette caractéristique métabolique unique détermine le faible pouvoir calorifique de l’érythritol.

Selon la littérature [2],80% de l’érythritolQui pénètre dans le corps est excrété dans l’urine, et environ 20% entre dans le gros intestin. 50% de l’érythritol qui pénètre dans le gros intestin est utilisé par des bactéries. De ceci, on peut voir qu’au plus seulement 5% ~10% de l’érythritol ingéré est métabolisé et utilisé comme énergie par le corps humain fournit l’énergie pour le corps humain. La valeur énergétique de l’érythritol est de 836 à 1672 J/g, ce qui ne représente que 5 à 10% de l’énergie du saccharose. C’est la plus basse énergie de tous les édulcorants d’alcool polyhydrique. Selon le ministère japonais de la santé, du travail et des affaires sociales#39; S méthode d’évaluation de la valeur calorique des sucres (Wei Xin n ° 71, 1991), la valeur calorique de l’érythritol est 0. En outre, selon les "Standards for Nutrition Labeling of Foods (Draft)" publié par le ministère japonais de la santé, du travail et du bien-être social en octobre 1995, le 71) a déterminé que la valeur calorique de l’érythritol est 0. En outre, selon les «Food Nutrition Labeling Standards (Draft)» publiés par le ministère japonais de la santé et du bien-être en octobre 1995, le coefficient de conversion calorique (J/g) de l’érythritol est de 0[4]. La valeur calorique (J/g) des divers composés de l’alcool de sucre est indiquée dans le tableau 2[S].

1.2.2 haute tolérance, peu d’effets secondaires

Un grand nombre d’expériences animales et cliniques ont prouvé que l’érythritol est sûr et non toxique, n’a aucune toxicité tératogène, ne provoque pas de mutations chromosomiques, n’affecte pas la reproduction et le développement, n’est pas cancérogène, ne stimule pas la croissance tumorale, est bien toléré par le tube digestif, n’a aucun effet significatif sur le métabolisme des patients diabétiques, et n’a aucun effet secondaire sur le contrôle de la glycémie [6.7]. Puisque l’érythritol pénètre dans l’organisme et que 80% de celui-ci peut être rapidement absorbé dans l’intestin grêle, évitant les effets secondaires de la diarrhée et des flatulences qui peuvent être causées par des substances qui ne sont pas absorbées, l’érythritol est fortement toléré et est l’un des alcools de sucre les plus fortement tolérés. Comme seule une petite quantité pénètre dans le gros intestin et que 50% est excrétée, très peu reste dans les intestins et cause très peu d’effets secondaires [8].

1.2.3 aptitude pour les diabétiques

Puisque le corps humain n’a pas le système enzymatique pour métaboliser l’érythritol, la majeure partie de l’érythritol qui entre dans le corps est excrétée dans l’urine. Sa voie métabolique est indépendante ou rarement dépendante de l’insuline, il n’a donc aucun effet sur le métabolisme du glucose. Les aliments contenant de l’érythritol sont sans danger pour les groupes de consommateurs particuliers ayant une consommation limitée de sucre, tels que les diabétiques.

1.2.4 propriétés non cariogènes

Parce que les bactéries de la bouche, en particulier Streptococcus mutans, ne peuvent pas utiliser et fermenter l’érythritol, il ne provoque pas une diminution du pH de la surface de la dent dans la bouche, entraînant la plaque et la carie dentaire. 1.2.5 favorise la prolifération des bifidobactéries.

Recherche sur leutilization of erythritolPar les bactéries intestinales a montré que l’érythritol a un effet prolifératif significatif sur les bifidobactéries dans l’intestin.

2 processus de Production de l’érythritol

Les méthodes de production de l’érythritol comprennent principalement la synthèse chimique et la fermentation.

2.1 synthèse chimique de l’érythritol

Chemical synthesis can be achieved by reacting butene-2,1-diol with hydrogen peroxide. Butene-2,1-diol is produced by first making 2-butene-1,4-diol from acetylene and formaldehyde, and then mixing the aqueous solution with an active nickel catalyst and adding a inhibitor, ammonia. Hydrogenation is carried out at 0.5 MPa to obtain erythritol. The chemical synthesis method using starch as a raw material is to use the periodate method to generate starch aldehyde, and then oxidize and crack it to generate erythritol and other derivatives [10]. The chemical synthesis method for producing erythritol has disadvantages such as a long process, high cost, serious pollution, high requirements, and poor product safety, and cannot be compared with the fermentation method. Therefore, the most researched and applied method is the fermentation method using starch as a raw material to Produire de l’érythritol.

2.2 procédé de fermentation microbienne pour produire de l’érythritol

La méthode de fermentation utilise l’hydrolyse de l’amidon pour produire du glucose comme matière première, qui est fermenté par une souche de levure osmotolérante pour produire de l’érythritol et une petite quantité de sous-produits tels que le ribitol et le glycérol. Après séparation, extraction et purification, on obtient un produit érythritol de grande pureté, avec un rendement de produit d’environ 50%. Comparé à la synthèse chimique, il présente les avantages de conditions douces, de contrôle facile, de respect de l’environnement, de moins de pollution, de sécurité des produits, de sources de matières premières abondantes et de faible coût. Il est également plus facile de réaliser une production à grande échelle.

Yeast can produce erythritol. This was first proposed by Binkey and Wolfrom in 1950 [11]. In 1956, Spencer et al. from Canada discovered that high-osmotic yeast can also ferment sugars to produce erythritol when studying the production of glycerol by high-osmotic yeast [12]. Subsequently, Japan, South Korea, Belgium and other countries have carried out research on the production of erythritol by fermentation. Japanese scholars isolated, screened, and induced breeding from samples such as soil, fermented foods, fruits, and pollen to obtain a high-osmotic-tolerant yeast strain Aureobasidium sp. SN-115 that produces erythritol, with a yield of 50% using glucose as the raw material [13]. Jinb et al. in South Korea screened a strain of high-osmotic-pressure-tolerant Candida sp. which can produce 141 g/L erythritol with a yield of 47% when fermented at 35 °C using glucose as the raw material [16].

Des chercheurs taïwanais Shie et al. ont examiné 28 bactéries productrices d’érythritol, dont la souche 166-2 peut ferment 30% de glucose pour produire 111,0 g/L d’érythritol [15]. Jusqu’à présent, les microorganismes producteurs d’érythritol étudiés étaient principalement des levures osmotolérantes isolées des ruches, du miel et du pollen[3], telles que Aureobasidium, Moniliella, Torula, Trichosporon, Trichosporon oides, Candida, Pichia, Torulopsis et Trigonopsis.

Les principales souches actuellement utilisées dans la production industrielle d’érythritol sont la souche mutante d’aureobasidium sp. du Japon; Candida magnoliaeu de Corée du Sud; Et Trigonopsis variabilis, Trichosporonoides megachiliensis, Trichosporonoides et Pichia sp. des États-Unis. L’université de Jiangnan [16] et l’institut de microbiologie du Jiangsu [17] en Chine ont également effectué des recherches sur la production d’érythritol par fermentation, mais il n’y a pas eu de rapports sur son application dans la production. À l’heure actuelle, quelques entreprises nationales telles que Shandong Huanyu ont effectué la production en lots d’érythritol, et une petite quantité du produit a été lancée sur le marché.

Shandong Institute of Food Fermentation Industry Research and Design s’est engagé à la recherche deerythritol production technology by fermentation since 1992. After more than ten years of hard work, a strain of osmotolerant yeast was obtained by screening samples such as pollen and honey.

Après isolement naturel, traitements multiples de mutagénèse composée, domestication et autres méthodes, la souche et#La capacité à tolérer un taux élevé de sucre a atteint plus de 50%. Utilisant l’hydrolysat d’amidon comme matière première, le rendement d’érythritol peut atteindre plus de 180g/L et le taux de conversion peut atteindre plus de 50%. À l’heure actuelle, l’essai pilote et l’essai de production de la technologie de processus de fermentation d’érythritol et de la technologie d’extraction ont été accomplis, et la pureté du produit peut atteindre plus de 99%. Les résultats préliminaires de la recherche montrent que les bactéries productrices d’érythritole obtenues par la sélection ont des performances stables, des conditions de fermentation libres qui sont faciles à contrôler, vitesse de fermentation rapide, faible sucre résiduel dans la fermentation, et peu de sous-produits de fermentation. C’est une excellente souche pour la production d’érythritol. L’ensemble du processus de production et de la voie technique déterminée par la recherche est simple et facile à mettre en œuvre, et est adapté à la production industrielle. À l’heure actuelle, les conditions techniques pour la production industrielle à grande échelle d’érythritol sont en place.

3 applications d’érythritol

3.1 applications de l’érythritol dans l’industrie alimentaire

En 1990, la réglementation alimentaire japonaise a approuvéÉrythritol en tant qu’ingrédient alimentaire direct....... En 1997, il a été approuvé par la US Food and Drug Administration (FDA), a obtenu le US FDA' S GRAS (généralement reconnu comme sûr) certification et a été autorisé à étiqueter «bon pour la santé dentaire». En 1999, le comité mixte FAO/ oms d’experts des additifs alimentaires (JECFA), un organe mixte de l’organisation des nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) et de l’organisation mondiale de la santé (oms), le comité mixte d’experts des additifs alimentaires (JECFA) a approuvé l’érythritol comme édulcorant alimentaire sans préciser de valeur dja; En 1999, l’autorité alimentaire australienne et néo-zélandaise (AN, A) A approuvé l’érythritol comme ingrédient comestible [6], et la Chine autorise également son utilisation dans les aliments dans la norme GB 2760.

Erythritol, as a new functional food sweetenerQui commence tout juste à être utilisé à l’échelle internationale, a un large éventail d’utilisations dans l’industrie alimentaire en raison de ses propriétés physiologiques et métaboliques uniques, telles que sa faible hygroscopicité, son faible pouvoir calorifique, sa bonne cristallinité, ses propriétés non cariogènes et son aptitude pour les diabétiques. En raison de sa bonne stabilité thermique et acide, l’érythritol causera à peine le brunissement ou la décomposition dans des conditions normales de traitement des aliments, et ne causera pas le brunissement pendant le processus à haute température d’ébullition de la production dure de bonbons. Cela a un impact significatif sur la qualité du chocolat. La stabilité thermique élevée de l’érythritol permet de raffiner à des températures plus élevées, ce qui favorise davantage la formation de saveur de chocolat et améliore la qualité du produit. L’érythritol a l’hygroscopicité pauvre, et dans des conditions d’humidité élevée, il n’est pas sujette à l’absorption d’humidité, même dans des environnements avec l’humidité au-dessus de 90%. Cette caractéristique est particulièrement importante dans le traitement des aliments tels que le chocolat et le chewing-gum.

Des expériences ont montré que lorsque10 g d’érythritolEst dissous dans 90 g d’eau, la température peut baisser de 4,8 °C. Lorsque 17 g d’érythritol sont dissous dans 100 mL d’eau à 22 °C, il y a un effet refroidissant d’environ 6 °C. L’absorption de chaleur élevée de l’érythritol rend le produit frais et rafraîchissant après la consommation. Lorsque 17 g d’érythritol sont dissous dans 100 mL d’eau à 22 °C, il y a un effet refroidissant d’environ 6 °C. L’absorption de chaleur élevée de l’érythritol rend le produit avoir une sensation de rafraîchissement et de refroidissement de longue durée après la consommation, ce qui est très important pour améliorer la qualité de la gomme à mâcher, des boissons solides rafraîchissantes et des bonbons.

L’érythritol a une douceur propre et peut masquer efficacement l’arrière-goût des édulcorants de haute intensité tels que le sucre protéiné et la stéPar l’intermédiaire delorsqu’il est utilisé en combinaison avec ces édulcorants. L’érythritol peut également réduire l’odeur particulière d’odeur d’alcool, améliorant le goût et la saveur des spiritueux et du vin distillés. Une fois utilisé dans les boissons de jus de légumes, il peut effectivement supprimer le goût indésirable unique aux boissons de légumes. Une fois ajouté au café, il peut supprimer efficacement le goût astringent du café. La résistance à la chaleur et à l’acide de l’érythritol signifie que la pasteurisation, les processus de stérilisation à haute ou à ultra-haute température n’affecteront pas l’apparence des boissons édulcorées à l’érythritol.

3.2 l’application de l’érythritol dans la production de médicaments et de produits de santé

Erythritol has very low calories and is known as a “zero” calorie sweetener, ainsi il peut être employé pour produire de divers aliments de santé à faible teneur en calories, des aliments de régime et des boissons. En raison de son mécanisme métabolique physiologique spécial et de sa caractéristique de ne pas affecter les niveaux de glucose dans le sang, l’érythritol peut être utilisé pour développer des aliments ou des boissons fonctionnels pour les patients atteints de diabète et d’autres intolérants au glucose. L’érythritol est non cariogène et ne peut pas être utilisé par des bactéries pathogènes telles que Streptococcus mutans. Par conséquent, les bonbons et les produits spéciaux de nettoyage des dents fabriqués à partir d’érythritol ont un effet positif sur la protection des enfants.#39; S santé buccodentaire. Dans l’industrie pharmaceutique, l’érythritol peut être utilisé comme agent aromatisant pour les médicaments et comme excipient pour les comprimés, ce qui peut améliorer efficacement le goût des médicaments. Des études récentes ont également montré que le dérivé de l’érythritol, le dihydroxy érythritol, possède une activité anti-vih [10]. Le Nitro érythritol, qui est formé par la nitration d’érythritol, peut être utilisé dans des médicaments destinés au traitement de maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires et de patients asthmatiques [2].

3.3 applications de l’érythritol dans d’autres industries

In the chemical industry, erythritol is used as an intermediate in organic synthesis and has broad application prospects in the synthesis of alkyd resins, polyesters, polyethers, paints, explosives, etc. In cosmetics, erythritol can partially replace glycerin. Since most microorganisms cannot use erythritol, it can prevent the deterioration of cosmetics. In addition, erythritol can be used as a raw material to synthesize some rare products, such as the production of the rare L-erythrulose from erythritol as a substrate. Rahman et al. [18] in Japan introduced the technology of producing L-erythrulose by microbial oxidation of erythritol and isomerization of L-ribose isomerase, with a yield of 18%. Then it is purified by an ion exchange column, and 1. 7g of pure L-erythritol. With the rapid development of science and technology, new uses for erythritol will continue to be developed.

La technologie de production de l’érythritol par fermentation de l’amidon comme matière première est de plus en plus mûre. En raison des sources abondantes de matières premières, processus de production respectueux de l’environnement, la sécurité élevée des produits, et le fait qu’il peut être considéré comme purement naturel, ce processus deviendra sûrement la principale voie technologique pour la production d’érythritol. Avec l’amélioration continue de la technologie de production, la qualité du produit continuera à s’améliorer, les coûts de production continueront à diminuer et le produit aura une compétitivité plus forte sur le marché.

Références:

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