エリスリトールの抽出方法
エリスリトールの工業(yè)生産では、天然植物から直接抽出するのではなく、主に微生物発酵法が採(cǎi)用されています。これは、エリスリトールの天然含有量が低く、直接抽出はコストが高く非効率的であるためです。エリスリトールの工業(yè)生産における主要なプロセスと技術(shù)的ポイントは以下のとおりです。
主流の製造方法:微生物発酵法
細(xì)菌株の選択
コア菌株: 高生産性エリスリトール酵母 (Moniliella pollinis、Yarrowia lipolytica など) またはカビ (Trichosporonoides megachiliensis など)。
遺伝子工學(xué)の最適化: 現(xiàn)代の技術(shù)は、遺伝子組み換えを通じて細(xì)菌株の糖アルコール変換率と高浸透圧耐性を高めます。
原材料加工
炭素源: グルコースまたはスクロース溶液を使用します (濃度は最大 30 ~ 35% で、エリスリトールの合成を促進(jìn)するために高浸透圧環(huán)境を作り出します)。
前処理:コーンスターチなどの安価な原料は、酵素加水分解(α-アミラーゼ+アミラーゼ)によってグルコースに変換する必要があります。
発酵プロセス
酸素制御発酵:大型発酵タンクで深層通気発酵を行い、pH(5.0?6.0)、溫度(28?34℃)、溶存酸素レベルを厳密に制御します。
高浸透圧誘導(dǎo):高グルコース?jié)舛认陇扦?、微生物は?xì)胞浸透圧のバランスをとるために一部のグルコースをエリスリトールに変換します。
分離と精製の重要なステップ
手順の技術(shù)的な詳細(xì)
細(xì)菌細(xì)胞や大きな分子不純物を除去するための滅菌濾過(guò)、精密濾過(guò)または遠(yuǎn)心分離
脫色脫塩活性炭は色素を吸著し、イオン交換樹(shù)脂は無(wú)機(jī)塩を除去します
濃縮結(jié)晶化真空蒸発過(guò)飽和濃縮→冷卻結(jié)晶化(種結(jié)晶の添加と冷卻速度の制御)
遠(yuǎn)心乾燥、結(jié)晶の遠(yuǎn)心分離→流動(dòng)層乾燥により純度99.5%以上の白色結(jié)晶を得る
自然存在と最小限の規(guī)模の抽出(非産業(yè)的)
工業(yè)生産は発酵に依存していますが、エリスリトールは次のようなものに自然に存在します。
果物:ブドウ、ナシ、スイカ(含有量約0.005~0.1%)
発酵食品:醤油、日本酒
抽出実験方法(科學(xué)研究目的のみ):
マーメイド
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グラフLR
A [サンプル粉砕] -->B [熱水抽出]
B -->C [エタノール沈殿多糖類]
C -->D [イオン交換クロマトグラフィー精製]
D -->E [エリスリトールのHPLC分離]
デメリット: 収率が非常に低い (他の糖アルコール生産との比較優(yōu)位性
特性エリスリトールキシリトール/ソルビトール
発酵基質(zhì)グルコース/スクロースヘミセルロース加水分解物(キシロース)
結(jié)晶化の難しさ:結(jié)晶化しやすい(溶解度37g/100g、25℃)。ソルビトールは凝集を防ぐため、ゆっくりと結(jié)晶化させる必要がある。
代謝経路:人體は代謝しない(吸収率10%未満)キシリトールは部分的に代謝される(インスリンが関與)
技術(shù)の進(jìn)歩
廃棄物の利用:精製グルコースをリグノセルロース加水分解物に置き換えて、原材料コストを 30% 以上削減します。
連続発酵: 新しい膜バイオリアクターは連続生産を?qū)g現(xiàn)し、発酵サイクルを 48 時(shí)間に短縮します。
グリーン結(jié)晶化: 超音波支援結(jié)晶化技術(shù)により、結(jié)晶の純度 (>99.9%) が向上し、エネルギー消費(fèi)が削減されます。
結(jié)論
エリスリトールの「抽出」とは、実際には工業(yè)的な発酵分離プロセスを指し、天然抽出は理論的な意味合いしかありません?,F(xiàn)代の技術(shù)では、遺伝子組み換え株、高濃度発酵、そして複數(shù)の精製技術(shù)を駆使することで、年間數(shù)百萬(wàn)トンの低コスト生産を?qū)g現(xiàn)し、無(wú)糖食品の需要に応えています。具體的なプロセスパラメータや株の特許情報(bào)が必要な場(chǎng)合は、文獻(xiàn)によるサポートを提供いたします。