Mètode d'extracció d'eritritol
La producció industrial d'eritritol adopta principalment el mètode de fermentació microbiana, en lloc d'extreure'l directament de plantes naturals. Això es deu al fet que l'eritritol té un baix contingut en la naturalesa i l'extracció directa és costosa i ineficient. Els següents són els processos bàsics i els punts tècnics per a la producció industrial d'eritritol:
Mètode de producció principal: mètode de fermentació microbiana
Selecció de soques bacterianes
Soques principals: llevat d'eritritol d'alta producció (com ara Moniliella pollinis, Yarrowia lipolytica) o floridura (com ara Trichosporonoides megachiliensis).
Optimització de l'enginyeria genètica: la tecnologia moderna millora la taxa de conversió de sucre i alcohol i l'alta resistència a la pressió osmòtica de les soques bacterianes mitjan?ant la modificació genètica.
Processament de matèries primeres
Font de carboni: utilitzeu una solució de glucosa o sacarosa (amb una concentració de fins al 30-35%, creant un ambient osmòtic elevat per promoure la síntesi d'eritritol).
Pretractament: Les matèries primeres barates com el midó de blat de moro s'han de convertir en glucosa mitjan?ant hidròl(fā)isi enzimàtica (α-amilasa+amilasa).
Procés de fermentació
Fermentació controlada amb oxigen: dur a terme una fermentació amb aireació profunda en grans dipòsits de fermentació, controlant estrictament el pH (5.0-6.0), la temperatura (28-34 ℃) i el nivell d'oxigen dissolt.
Inducció d'alta pressió osmòtica: sota una alta concentració de glucosa, els microorganismes converteixen una part de la glucosa en eritritol per equilibrar la pressió osmòtica cel·lular.
Passos clau per a la separació i purificació
Detalls tècnics dels passos
Filtració d'esterilització, microfiltració o centrifugació per eliminar cèl·lules bacterianes i impureses moleculars grans
El carbó activat per decoloració i dessalinització adsorbeix els pigments, la resina d'intercanvi iònic elimina les sals inorgàniques
Cristal·lització concentrada, evaporació al buit, concentració fins a sobresaturació → cristal·lització per refredament (controlant l'addició de llavors i la velocitat de refredament)
Assecat centrífug, separació centrífuga de cristalls → assecat en llit fluiditzat per obtenir cristalls blancs amb una puresa superior al 99,5%
Presència natural i extracció a mínima escala (no industrial)
Tot i que la producció industrial es basa en la fermentació, l'eritritol existeix de manera natural en:
Fruites: ra?m, peres, síndria (contingut aproximadament 0,005-0,1%)
Aliments fermentats: salsa de soja, sake
Mètode experimental d'extracció (només amb finalitats de recerca científica):
sirena
Copiar codi
gràfic LR
A [Molició de mostres] -->B [Extracció amb aigua calenta]
B -->C [polisacàrids de precipitació d'etanol]
C -->D [purificació per cromatografia d'intercanvi iònic]
D -->E [Separació per HPLC d'eritritol]
Desavantatges: Rendiment extremadament baix (Avantatges comparatius amb altres produccions d'alcohol de sucre
Eritritol característic xilitol/sorbitol
Substrat de fermentació: hidrolitzat d'hemicel·lulosa de glucosa/sacarosa (xilosa)
Dificultat de cristal·lització: Fàcil de cristal·litzar (solubilitat de 37 g/100 g a 25 ℃). El sorbitol ha de cristal·litzar lentament per evitar la formació de grumolls.
Via metabòl(fā)ica: El cos humà no es metabolitza (progrés tecnològic
Aprofitament de residus: intent de substituir la glucosa refinada per hidrolitzat de lignocel·lulosa per reduir els costos de les matèries primeres en més d'un 30%.
Fermentació contínua: El nou biorreactor de membrana aconsegueix una producció contínua, escur?ant el cicle de fermentació a 48 hores.
Cristal·lització verda: la tecnologia de cristal·lització assistida per ultrasons millora la puresa del cristall (>99,9%) i redueix el consum d'energia.
Conclusió
L'"extracció" d'eritritol en realitat es refereix al procés de separació per fermentació industrial, i l'extracció natural només té un significat teòric. La tecnologia moderna utilitza soques modificades genèticament, fermentació d'alta concentració i múltiples tècniques de refinació per aconseguir una producció de baix cost de milions de tones a l'any, satisfent la demanda d'aliments sense sucre. Si es requereixen paràmetres de procés específics o informació sobre patents de soques, es pot proporcionar més suport bibliogràfic.