L'eritritolo, noto anche come protoporfirina/eritritolo, è ampiamente presente in natura, naturalmente presente nella frutta come funghi/uva/angurie/pesche e pere, nonché negli alimenti fermentati come birra/salsa di soia/vino/formaggio e sakè [31]. Piccole quantità possono essere rilevate anche nel cristallino degli occhi degli animali, nel plasma, nel fluido fetale, nello sperma e nelle urine.
Esistono tre metodi principali per produrre eritritolo, ovvero estrazione biologica, sintesi chimica e fermentazione microbica. Tra questi, la fermentazione microbica è diventata il metodo ideale per produrre eritritolo grazie alle sue condizioni di produzione blande, alla qualità stabile del prodotto e all'elevata sicurezza alimentare
Eritritolo, nome scientifico 1,2,3,4-tetrabutanolo, formula molecolare C4H10O4, peso molecolare 122,1198, struttura come mostrato nella Figura 1. L'eritritolo è una polvere cristallina bianca inodore con una dolcezza relativa di 0,65. È facile da cristallizzare e solubile in acqua, con elevata stabilità agli acidi e al calore. Esiste stabilmente in un ampio intervallo di pH ed è insolubile con forti ossidanti. Rispetto a vari alcoli zuccherini funzionali come xilitolo, sorbitolo, mannitolo, maltitolo, ecc., ha le caratteristiche di basso peso molecolare, elevata pressione osmotica della soluzione e bassa igroscopicità.
Parametri e applicazioni del prodotto
La produzione di eritritolo può essere suddivisa in metodo di estrazione biologica/sintesi chimica e metodo di fermentazione microbica. In confronto, il metodo di fermentazione microbica è diventato il metodo ideale per la produzione di eritritolo grazie alle sue condizioni di produzione blande, alla qualità stabile del prodotto e all’elevata sicurezza alimentare. Metodo di fermentazione microbica [7] La produzione di eritritolo mediante metodo di fermentazione è iniziata negli anni '90 e la fermentazione microbica è ampiamente utilizzata a livello internazionale per la produzione su larga scala di eritritolo. Le fonti di carbonio per la produzione di eritritolo includono alcani, monosaccaridi e disaccaridi. Glucosio, fruttosio, mannosio e saccarosio sono tutte buone fonti di carbonio per la produzione di eritritolo, con il D-mannosio che ha il tasso di conversione più alto, pari al 31,5%. Tuttavia, a causa di fattori di costo, le materie prime principalmente a base di amido come il grano o il mais vengono degradate enzimaticamente per produrre glucosio, che viene poi fermentato da lieviti tolleranti ad alta permeabilità o altri ceppi per produrre eritritolo. I generi che possono produrre eritritolo includono Candida, Sphingomonas, Trichosporum, Triceratops e Pichia. Il processo di produzione industriale del metodo di fermentazione dell'eritritolo è il seguente: amido → liquefazione → saccarificazione → glucosio → fermentazione dei ceppi di produzione → filtrazione → separazione cromatografica → purificazione → concentrazione → cristallizzazione → separazione → essiccazione, ottenendo infine eritritolo con una resa media di circa il 50%. La ricerca ha dimostrato che il metodo di fermentazione dell'eritritolo è influenzato da vari fattori, come i cambiamenti nella pressione osmotica che incidono in modo significativo sulla generazione di polioli, i sali inorganici Mn2+e Cu2+possono aumentare la resa di eritritolo e l'ossigeno e la temperatura hanno entrambi un impatto sulla sua resa. Rispetto ai metodi di sintesi chimica, il metodo di fermentazione presenta maggiori vantaggi in termini di produzione. Metodo di sintesi biologica [8] Il processo principale di produzione dell'eritritolo mediante metodo biosintetico comprende: preparazione del terreno di coltura/inoculazione/fermentazione/isolamento del lievito e raffinazione. Nello specifico, il glucosio e altre materie prime vengono prima preparati in un terreno di coltura, quindi il lievito viene inoculato per la fermentazione in determinate condizioni di temperatura e umidità. Dopo la fermentazione, le cellule batteriche e il liquido vengono separati mediante centrifugazione/filtrazione e infine raffinati in prodotti di eritritolo attraverso processi di cristallizzazione/essiccazione. Metodo di sintesi chimica [8]
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