Erythritol 그것은 무엇입니까?

Erythritolis a new type 의functional sugar alcohol food sweetener that is widely found in fruits 그리고vegetables, 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 fermentati에compared to other sugar alcohol sweeteners[4]. 이USFood and Drug Administration (FDA) recognizes the safety 의erythritol and approved its inclusion in the GRAS list in 1997 [5]. In addition to being used as a food sweetener, erythritol c한also be used as a diluent 을high-intensity sweeteners and as a pharmaceutical excipient. It is a functional food additive with a filling effect[6].

1. erythritol의 구조 및 물리적 및 화학적 성질

1. 1. 구조

1,2,3,4-butanetetrol로 알려진 Erythritol는 122의 분자량을 가진 백색 결정 성 분말입니다. 12, 녹는점 126°C [1], 끓는점 329~331°C [1], 분자 구조는 대칭이며, racemic-inter-erythritol [7]이다.

1. 2   물리적 · 화학적 성질

1. 2. 1     맛

Erythritol은 순수한 단맛과 뒷맛이 없는, 먹을 때 시원한 맛이 있습니다.단맛은 자당의 60%~70% 정도이므로 [8] 고강도 감미료의 희석제로 쓰이기도하고 스테비올 글리코사이드나 사카린과 조합하기도 한다.게다가, erythritol는 또한 감미료의 다양성이 조합으로 사용될 때 생성되는 바람직하지 않은 맛을 가릴 수 있습니다.

1. 2. 2 열 및 산 저항

Erythritol는 열과 산에 매우 안정되어 있고, 갈색으로 변하기 위하여 높은 온도에서 아미노산과 Maillard 반응을 겪지 않을 것이며, 극단적인 조건 하에서 분해되지도 않을 것입니다.

1. 2. 3 용해도

Erythritol는 결정화가 되기 쉽고, 용해도는 25°C에서 단지 36%입니다.또한 에탄올 에도 잘 녹지 않는다 [8].따라서, 식품 가공에서 erythritol는 결정화하는 것을 방지하기 위하여 다른 당 알코올과 조합하여 사용되어야 합니다.

1. 2. 4 Hygroscopicity

Erythritol에는 낮은 습윤성이 있고 90% 환경에서 수분을 흡수하지 않습니다 [9].따라서, erythritol는 초콜릿, 사탕, 음료와 같은 음식에 사용될 수 있습니다.

1. 2. 물의 활성도와 삼투압 5

상온에서 erythritol 수용액의 물 활성도는 0.92 (36%) 이고, 삼투압은 461.5 kPa (15%)이다.Erythritol's의 낮은 흡습성은 물의 활동을 줄이고 식품의 유통기한을 연장하는데 도움이 된다.

2 생산 공정

erythritol의 분자 구조는 대칭적이며 racemate의 형태로 존재하므로 enantiomer를 제거하는 것과 같은 복잡한 단계를 생산 과정 중에 생략할 수 있습니다 [5].현재, erythritol을 생산하는 두 가지 주요 방법이 있습니다:화학 합성과 생물학적 발효 [10].

2. 1 화학 합성법

erythritol을 생산하는 화학 합성 방법은 두 개의 주요 범주로 나뉩니다.한 카테고리는 아세틸렌 및 포름알데히드로부터 2-부텐-1,4-디올을 준비한 다음 과산화수소를 첨가하여 2-부텐-1,4-디올과 반응시키는 것입니다.결과 수용액은 크롬 촉매와 암모니아 수 억제제와 혼합되고, 혼합물에 수소가 도입되고, 수소 첨가 후, 에리트리톨이 얻어진다 [11];또 다른 종류는 원료로 전분을 사용하는데, 전분을 periodate로 산화시켜 바이알돌 열분해를 만든 다음, 수소화하여 erythritol[12]을 얻는다.화학 합성 방법의 가장 큰 단점은 낮은 생산 효율, 긴 사이클 타임, 높은 비용, 위험한 작업 등으로 대규모 산업 생산이 어렵다.

2. 2 생물학적 발효법

생물학적 발효법은 전분을 원료로 아밀라아제, 글루코아밀라아제 등의 효소를 첨가하여 전분을 액화시키고 당류를 만들어 포도당을 만든다.이후 효모나 기타 세균을 이용해 포도당을 발효시켜 에리트리톨 (erythritol)을 생성하며,이 에리트리톨은 원심분리와 농축, 결정화와 분리, 건조와 정제 [13]를 거쳐 얻어진다.생물학적 발효 방법의 생산 공정은 조절이 쉽고 안전합니다.게다가, erythritol는 주로 식품 산업에 있는 새로운 감미료로 사용됩니다.따라서 생물학적 발효 방법은 생산 이점이 있으며 생산 회사에 의해 쉽게 채택됩니다.

2. 2. 미생물의 1 종 선택

The main strains used to 생산 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 이스트can 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 생산of erythritol can be scaled up to production plant scale, which has great market potential.

중국에서 발효에 의한 erythritol의 생산에 대한 연구는 비교적 늦게 시작되었습니다.Jiangnan University [21]의 Fan Guangxian 등이 erythritol을 생성하는 구형 효모 (OS194)를 screening 하였고, 포도당이 기질의 탄소원이라는 전제 하에 29.6%의 전환율로 erythritol을 생성하였다.동혜주 등 22은 자외선 및 유기용매 돌연변이를 통해 안정적인 성능을 보이는 안정적인 공 유사 효모 균주 ERY237을 얻었고, 최적의 발효 조건에서 erythritol을 얻었으며, 87.8 g/L의 수율을 보였다.지아웨이 (Jia Wei) [23]는 벌꿀 시료로부터 Moniliella sp. 균주를 분리하였으며, 최적 발효조건에서 erythritol의 수율은 110.61 g/L에 이를 수 있었다.Gu Weiwei[24]는 칸 디utilis를 이용하여 erythritol을 발효 및 생산하였으며, 직교검정을 통하여 최적의 영양소 기질 및 발효 조건을 확인하였다.그 결과 최적 탄소원으로 포도당을 기준으로 최적 조건에서 재배한 후 발효육수 중 erythritol의 함량은 157.5 g/L 이었다.Yang Xiaowei 등 [25]은 Torulopsis (B84512)를 걸러냈고, erythritol의 수율은 162.5 g/L에 달했다.Lin 등은 꿀에서 Moniliella sp.를 분리하였고, nitrosoguanidine으로 돌연변이를 일으킨 후 erythritol 생산량은 189.4 g/L에 도달하였다.Cai Wei 등 [27]은 Moniliella mellis를 Wickerhamomyces anomalus와 함께 사용하였다  erythritol을 생산하기 위해 발효, 114 g/L의 수율과 좋은 응용 전망을 가진 93.2%의 전환율을 가지고.

2. 2. 탄소원의 선택 2

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 효과of substrate concentration on the 발효에 의한 erythritol 생산. 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. 삼투압의 효과 3

Kim 등 31)은 염삼투압이 할복 (Torulopsis circumcincta)의 생장과 erythritol의 생성에 미치는 영향을 연구하였다.그 결과 염농도가 증가할수록 erythritol 생성량이 증가하여 양의 상관관계를 보였다.Kim 등 32)은 삼투압이 Saccharomyces cerevisiae에 의한 erythritol 생성에 미치는 영향을 연구하였다.그 결과 Mn2+와 Cu2+는 erythritol의 생산을 증가시킬 수 있지만 Ca2+, Cr3+, Ni2+, V4+ 및 기타 무기염의 존재는 erythritol의 생산을 방해할 수 있으며, 이로 인해 수율을 감소시킬 수 있음을 보여주었다.Onish 등 [33]은 높은 삼투압 하에서 고삼투압 효모가 당액의 압력에 더 잘 견딘다는 것을 보여주었다.포도당과 소금이 같은 삼투압을 가질 때, 그것은 미생물의 성장과 erythritol 축적에 더 도움이 됩니다.

2. 2. 다른 매개 변수의 영향 4

산소 전달, 온도 및 회전 속도와 같은 다른 매개 변수에는 미생물의 성장과 erythritol 생산에 다른 영향이 있습니다.Spencer 등 34)은 산소가 충분할 때 삼투내성효모가 더 많은 erythritol을 생성한다는 것을 보여주었다.이는 발효과정 동안 충분한 환기를 유지하면 환원된 코엔자임 I (NADH) 가 환원반응에 더 많이 참여할 수 있어 폴리올 생산에 유익하다는 팬광산의 견해와 일치한다.게다가, 온도는 또한 erythritol의 생산에 영향을 미치는 중요한 요인입니다.시 쌓기 [35]는 26~30°C 범위 내에서 erythritol 함량이 온도가 증가함에 따라 증가하여 30°C에서 최대치에 달했다.온도가 계속 상승했을 때, erythritol 함량은 현저히 감소했습니다.

3 애플리케이션

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   사탕

Erythritol는 제로 칼로리 감미료입니다.사탕의 제조에서, erythritol는 자당을 대체하고 그 열량을 현저히 감소시킬 수 있고, 제품의 맛, 외관 및 안정성을 개량하고, 식품 생산 도중 갈색과 분해를 방지합니다.아이스크림 제품에는 당분이 많이 들어 있어 당뇨병, 비만, 고혈중지질, 고혈압 환자에게는 도움이 되지 않는다.다른 감미료와 조합하여 아이스크림 조리법에 erythritol을 추가하면 아이스크림의 칼로리를 줄이고 시원하고 상쾌한 맛을 줄 수 있습니다.또한 많은 감미료 조합의 쓴맛을 상당히 가려주어 순수한 단맛을 낼 수 있습니다.초콜릿 제품에서, 초콜릿에 있는 칼로리를 감소시키는 외에, erythritol's의 낮은 수분 흡수로 생산 공정 중 수분 흡수로 인한 착상 문제를 해결함과 동시에 가공 시간을 크게 단축 [36] 한다.

3.2 구운 상품

구운 음식에서, erythritol의 낮은 습도는 음식이 수분을 흡수하는 것을 막고 그것의 유통기한을 연장할 수 있습니다.동시에, erythritol는 구운것에 있는 열량을 감소시키고, 질감의 균형을 맞추고, 자당의 일부를 대체하고, 설탕 내용을 감소시킬 수 있습니다.이것은 현대의 건강한 생활방식에 부합할 뿐만 아니라 구운 제품에 좋은 다공성과 부드러움을 준다.장 웨이 등 [37]은 저당 건강한 구운 제품의 새로운 유형을 개발하기 위해 쿠키에 erythritol을 추가했고, 반응 표면 소프트웨어를 사용하여 공정 매개 변수를 최적화했습니다.그 결과 최적의 파라미터 조건에서 얻어진 쿠키는 모양이 완전하고, 색상이 황금색이며, 식감이 바삭하고, 미세함을 알 수 있었다.

3. 3 유제품

한지오 등 38명은 단일인자 및 직교실험을 통해 erythritol을 이용한 팥우유 발효를 위한 기술조건을 최적화하였으며, 최적의 기술조건에서 발효팥우유의 유리아미노노 질소 함량이 1에 도달할 수 있음을 발견하였다.574 mmol/L 이며, 감각적 평가는 양호합니다.낮은 삼투압을 가진 Erythritol는 젖산 발효를 억제하고 제품의 유통기한 및 유통기한을 연장할 수 있습니다.

3. 4 음료 제품

오우지펑 등 39)은 자스민차와 홍차를 원료로 사용하고, 잘 혼합된 천연감미료 자일리톨, 에리트리톨, 몽크열매 추출물을 첨가하고, 직교실험을 통해 차 추출 공정 조건을 결정하였으며, 감각평가를 통해 무설탕 차 음료 제조법을 결정하였다.블렌딩 후, 차향이 옅고 식감이 풍부합니다.Erythritol는 입안에 쾌적한 냉각 감각을 제공하고, 그 자체가 제품의 단맛을 증가시키고, 차의 쓴맛을 감소시키고, 오프 맛을 가릴 수 있습니다.

4 결론 및 전망

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'의 자연, 안전, 건강 개념을 추구하며, 또한 미래 식품 산업 발전의 주류 추세입니다.

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