De quoi est fait l’érythritol?

érythritol 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 érythritol

1.1 Structure et propriétés physiques et chimiques

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 fonctions physiologiques

1.2.1 faible teneur en calories

L’érythritol a un faible poids moléculaire, est facilement absorbé dans l’intestin grêle et la majeure partie entre dans la circulation sanguine. En raison du manque de systèmes enzymatiques pertinents dans le corps humain, l’érythritol qui pénètre dans la circulation sanguine ne peut pas être métabolisé et absorbé par le corps, et est excrété du corps par l’urine. Par conséquent, l’érythritol a très peu de calories.

1.2.2 haute tolérance

L’érythritol a une tolérance très élevée. La tolérance des hommes est de 0,68 g·kg-1 et celle des femmes est de 0,80 g·kg-1. Pour une femme de 50 kg, la tolérance est de 40 g· j-1; La tolérance des animaux est de 18 à 20 g·kg-1 p.c. [4]. La tolérance est 2 à 3 fois celle du xylitol, du lactitol, du maltitol et de l’isomaltitol, et 3 à 4 fois celle du sorbitol et du mannitol.

1.2.3 il a un effet positif sur la flore intestinale

Le corps humain ne disposant pas des enzymes nécessaires, 90% de l’érythritol ingéré est excrété et 10% pénètre dans le gros intestin. Des études ont révélé que l’érythritol n’est pas facilement fermenté par la flore intestinale dans le gros intestin, et l’érythritol peut augmenter les acides gras à chaîne courte produits par la flore intestinale. Les acides gras à chaîne courte présents dans l’intestin ont un effet positif sur l’intestin et sur la santé humaine en général. Par conséquent, on suppose que l’érythritol a un effet positif sur la flore intestinale.

1.2.4 ne stimule pas la sécrétion d’insuline, provoquant des fluctuations de la glycémie

Des Tests sur des personnes en bonne santé et des personnes souffrant d’intolérance au glucose (pré-diabète) ont montré qu’après la prise d’érythritol, l’indice glycémique et l’indice d’insuline sont tous deux de 0,2, sans presque aucun effet, tandis que les autres alcools de sucre ont presque tous pour effet d’augmenter la glycémie et de stimuler la sécrétion d’insuline. Parmi eux, l’indice glycémique du maltitol est aussi élevé que 52, et l’indice glycémique du xylitol est d’environ 15, qui sont tous deux significativement plus élevés que celui de l’érythritol [5].

1.2.5 effet antioxydant

Des tests sur des animaux ont montré que l’érythritol a un effet antioxydant chez les rats diabétiques, en récupérant et inhibant de manière significative les radicaux libres et en protégeant les vaisseaux sanguins endommagés par l’hyperglycémie. Des études ont montré que 24 patients diabétiques de type 2 qui consommaient 36 g d’érythritol par jour avaient une meilleure fonction des vaisseaux sanguins et un risque réduit de maladie cardiaque [6].

1.2.6 prévention de la carie dentaire

Les bactéries nuisibles dans la bouche peuvent métaboliser le sucre et libérer des acides au cours du processus, qui corrodent l’émail dentaire. Les alcools de sucre ne peuvent pas être métabolisés par les bactéries buccales. Certaines études ont constaté que l’érythritol et le xylitol peuvent directement inhiber la croissance des bactéries orales, et que l’érythritol est plus efficace que le xylitol et le sorbitol dans la prévention de la carie dentaire [7-9].

1.3 sécurité et réglementation

L’érythritol est sûr comme ingrédient alimentaire, comme le démontrent de nombreuses études de sécurité sur les humains et les animaux, y compris des études à court et à long terme sur l’alimentation animale, la reproduction par multigénération et la tératologie. Le Japon, les États-Unis et l’Australie ont approuvé l’érythritol comme ingrédient dans les aliments dès 2000; L’union européenne a approuvé l’ajout de l’érythritol aux boissons en 2015 [10] et l’ajout de l’érythritol aux aliments biologiques l’année suivante [11]; Le Canada a approuvé l’ajout de l’érythritol à certaines boissons gazeuses en 2016. En Chine, GB 2760-2011 stipule que l’érythritol peut être utilisé dans toutes sortes d’aliments en quantités appropriées selon les besoins de production.

2 Production d’érythritol

L’érythritol a une structure moléculaire symétrique et existe sous la forme d’un racémate, de sorte que l’étape de l’élimination de l’isomère correspondant peut être omise pendant le processus de production. Il existe actuellement deux méthodes principales pour produire de l’érythritol: la synthèse chimique et la fermentation biologique.

2.1 synthèse chimique

Il existe deux méthodes principales de synthèse chimique. L’une utilise de l’amidon ou de la cellulose comme matière première, et l’autre utilise de l’acide iodique élevé pour traiter la matière première avec de l’acide et de l’alcali pour obtenir de l’amidon à haute teneur en aldéhyde. Le Nickel est utilisé comme catalyseur, et l’érythritol et d’autres dérivés sont obtenus par hydrogénation et réduction à haute température et pression [12]. Cette méthode produit de l’éthylène glycol, et le taux de récupération du produit est faible. Une autre méthode consiste d’abord à utiliser le peracétylène et le formaldéhyde pour préparer le 2-butène-1,4-diol, puis à laisser le butène-1,4-diol réagir avec le peroxyde d’hydrogène, puis à ajouter un catalyseur, du nickel, et un désactivateur, l’ammoniac, à une solution aqueuse. L’hydrogène est passé à environ 0,5 MPa pour obtenir l’érythritol et ses dérivés [13]. Cette méthode a des exigences élevées en matière de production, une pollution grave et des difficultés à contrôler la sécurité des produits [14]. Les deux méthodes de synthèse chimique ci-dessus sont influencées par les changements de pression osmotique au cours de la production, la production d’alcools polyhydriques et des facteurs environnementaux externes tels que l’oxygène et la température.

2.2 méthode de fermentation microbienne

La méthode de fermentation biologique utilise l’amidon comme matière première, et utilise des enzymes telles que l’amylase et la glucoamylase pour digérer enzymatiquement la matière première en glucose. Le mélange est fermenté avec de la levure à haute pression osmotique pour convertir le glucose en un mélange de polyols tels que l’érythritol. L’érythritol est obtenu par centrifugation et concentration, cristallisation et séparation, et séchage et raffinement. Le processus de production industriel est amidon → liquéfaction → saccharification → glucose → fermentation avec souche de production → filtration → séparation chromatographique → purification → concentration → cristallisation → séparation → séchage → érythritol, avec un taux de récupération moyen d’environ 50% [15-16]. La méthode de fermentation microbienne présente les avantages de conditions de production douces et de contrôle facile. À l’heure actuelle, cette méthode est principalement utilisée pour la production à grande échelle ici et ailleurs. Les microorganismes fermentants sélectionnés sont des levures osmophiles de qualité alimentaire, telles que Candida, Trichosporum et Pichia.

3. L’application de l’érythritol dans l’industrie alimentaire

Les propriétés et les fonctions de l’érythritol ont conduit à son utilisation dans de nombreux domaines. Dans l’industrie pharmaceutique, il peut être utilisé comme un revêtement pharmaceutique et excipient de comprimés, et dans l’industrie chimique, il peut être utilisé comme matériau de stockage de chaleur et matériau polymère. En tant que nouveau type d’édulcorant, il est largement utilisé dans l’industrie alimentaire.

3.1 Condiments

L’industrie des condiments a un niveau industriel relativement mature et stable, et l’accent des produits est mis sur la sélection des ingrédients. Le développement et la recherche de condiments fonctionnels est devenu une tendance de développement de l’industrie. Zhou Siyu et al. [17] ont utilisé du lait, des œufs, de la farine à faible teneur en gluten, etc. pour remplacer la graisse, et de l’érythritol pour remplacer le saccharose pour faire de la sauce à la crème de thé vert à faible teneur en sucre. La qualité sensorielle, la stabilité de stockage et les propriétés rhéologiques du produit fini ont été évaluées. Il a été constaté que la sauce additionnée d’alcool de sucre s’étalait mieux, avait une texture uniforme et délicate, et pouvait maintenir la stabilité de stockage du produit.

3.2 bonbons

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 produits de boulangerie

L’érythritol a les caractéristiques d’une faible hygroscopicité, peut empêcher l’humidité et peut prolonger la durée de conservation et la durée de conservation des aliments; Il peut réduire les calories et coordonner la texture dans les produits de boulangerie; Il peut améliorer les propriétés fonctionnelles de certaines protéines pour assurer la porosité et la douceur des produits de boulangerie. L’ajout d’érythritol aux produits Oreo réduit non seulement les calories, mais ajoute également une texture rafraîchissante. Zhang Wei et al. [21] ont ajouté de l’érythritol aux biscuits, et le produit obtenu était de couleur dorée, de texture croustillante et avait une structure fine.

3.4 produits laitiers

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 boissons

L’érythritol peut éliminer et inhiber la production de radicaux libres, et a des propriétés antioxydantes. Gao Shengjun et al. [24] ont ajouté de l’érythritol aux boissons à base de jus de citron pour améliorer le goût de la boisson et protéger les vitamines de la boisson contre la décomposition, ce qui allonge la durée de conservation. Wang Dan et al. [25] ont utilisé la carotte comme matière première et ont ajouté de l’érythritol pour faire une boisson fonctionnelle, ce qui a non seulement assuré un goût rafraîchissant, mais a également amélioré la stabilité des ingrédients. Il a également été rapporté que l’érythritol peut favoriser la liaison des molécules d’eau et des molécules d’éthanol, non seulement en raccourcissant le cycle de fermentation, mais également en réduisant l’odeur particulière de l’alcool et en améliorant la qualité des boissons alcoolisées [26].

4 Conclusion

L’érythritol est un nouveau type d’édulcorantOn le trouve largement dans les fruits et légumes et on l’obtient principalement par fermentation microbienne dans la production industrielle. Il a les caractéristiques de faibles calories et une tolérance élevée, a un effet positif sur la flore intestinale, ne stimule pas la sécrétion d’insuline, et a également des fonctions physiologiques telles que l’anti-oxydation et la prévention des caries. Il est principalement utilisé dans l’industrie alimentaire dans des produits tels que les bonbons, les produits de boulangerie, les produits laitiers et les boissons. Avec la recherche des connaissances théoriques, le processus de production et d’extraction de l’érythritol est constamment amélioré, et le champ d’application de l’érythritol deviendra de plus en plus étendu. Ses perspectives d’application sont très larges.

Références:

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