Метод за екстракция на еритритол
Промишленото производство на еритритол използва главно метод на микробна ферментация, а не директно извличане от естествени растения. Това е така, защото еритритолът има ниско съдържание в природата, а директното извличане е скъпо и неефективно. По-долу са изброени основните процеси и технически аспекти за промишлено производство на еритритол:
Основен метод на производство: Метод на микробна ферментация
Селекция на бактериални щамове
Основни щамове: Високопроизводителни еритритолни дрожди (като Moniliella pollinis, Yarrowia lipolytica) или плесени (като Trichosporonoides megachiliensis).
Оптимизация чрез генно инженерство: Съвременните технологии повишават скоростта на превръщане на захарния алкохол и устойчивостта на бактериалните щамове на високо осмотично налягане чрез генетична модификация.
Преработка на суровини
Източник на въглерод: Използвайте разтвор на глюкоза или захароза (с концентрация до 30-35%, създавайки високоосмотична среда за насърчаване на синтеза на еритритол).
Предварителна обработка: Евтините суровини като царевично нишесте трябва да бъдат превърнати в глюкоза чрез ензимна хидролиза (α-амилаза+амилаза).
Процес на ферментация
Кислородно контролирана ферментация: Провеждайте ферментация с дълбока аерация в големи ферментационни резервоари, като стриктно контролирате pH (5.0-6.0), температурата (28-34 ℃) и нивото на разтворен кислород.
Индукция на високо осмотично налягане: При висока концентрация на глюкоза, микроорганизмите превръщат част от глюкозата в еритритол, за да балансират осмотичното налягане на клетките.
Ключови стъпки за разделяне и пречистване
Технически подробности за стъпките
Стерилизационна филтрация, микрофилтрация или центрофугиране за отстраняване на бактериални клетки и големи молекулни примеси
Обезцветяване и обезсоляване с активен въглен адсорбира пигменти, йонообменната смола премахва неорганични соли
Концентрирана кристализация, вакуумно изпаряване, концентриране до пренасищане → охлаждаща кристализация (контролиране на добавянето на семена и скоростта на охлаждане)
Центрофугално сушене, центрофугално разделяне на кристали → сушене в кипящ слой за получаване на бели кристали с чистота над 99,5%
Естествено присъствие и добив в минимален мащаб (неиндустриален)
Въпреки че промишленото производство разчита на ферментация, еритритолът се среща естествено в:
Плодове: грозде, круши, диня (съдържание около 0,005-0,1%)
Ферментирали храни: соев сос, саке
Експериментален метод за екстракция (само за научноизследователски цели):
русалка
Копиране на код
графика LR
A [Смилане на пробата] -->B [Екстракция с гореща вода]
B -->C [Полизахариди от утаяване с етанол]
C -->D [пречистване с йонообменна хроматография]
D -->E [HPLC разделяне на еритритол]
Недостатъци: Изключително нисък добив (Сравнителни предимства с други производства на захарен алкохол
Характеристика на еритритол ксилитол/сорбитол
Ферментационен субстрат глюкоза/захароза хемицелулозен хидролизат (ксилоза)
Трудност при кристализация: Лесно кристализира (разтворимост 37 g/100 g при 25 ℃). Сорбитолът трябва да кристализира бавно, за да се предотврати образуването на бучки.
Метаболитен път: Човешкото тяло не метаболизира (Технологичен прогрес
Оползотворяване на отпадъците: Опит за заместване на рафинираната глюкоза с лигноцелулозен хидролизат, за да се намалят разходите за суровини с повече от 30%.
Непрекъсната ферментация: Новият мембранен биореактор постига непрекъснато производство, съкращавайки цикъла на ферментация до 48 часа.
Зелена кристализация: Технологията за ултразвукова кристализация подобрява чистотата на кристалите (>99,9%) и намалява консумацията на енергия.
Заключение
?Екстракцията“ на еритритол всъщност се отнася до индустриалния процес на ферментационно разделяне, а естествената екстракция има само теоретично значение. Съвременните технологии използват генетично модифицирани щамове, ферментация с висока концентрация и множество техники за рафиниране, за да постигнат нискобюджетно производство от милиони тонове годишно, отговаряйки на търсенето на храни с нулево съдържание на захар. Ако са необходими специфични параметри на процеса или информация за патенти за щамове, може да се предостави допълнителна литературна подкрепа.