Kaedah pengekstrakan erythritol
Pengeluaran industri erythritol terutamanya menggunakan kaedah penapaian mikrob, dan bukannya mengekstrak secara langsung daripada tumbuhan semula jadi. Ini kerana erythritol mempunyai kandungan yang rendah, dan pengekstrakan langsung adalah mahal dan tidak cekap. Berikut adalah proses teras dan titik teknikal untuk pengeluaran industri erythritol:
Kaedah pengeluaran arus perdana: Kaedah penapaian mikrob
Pemilihan strain bakteria
Strain teras: Yis erythritol yang menghasilkan tinggi (seperti Moniliella pollinis, Yarrowia lipolytica) atau acuan (seperti Trichosporonoides megachiliensis).
Pengoptimuman kejuruteraan genetik: Teknologi moden meningkatkan kadar penukaran alkohol gula dan rintangan tekanan osmotik tinggi strain bakteria melalui pengubahsuaian genetik.
Pemprosesan bahan mentah
Sumber karbon: Gunakan larutan glukosa atau sukrosa (dengan kepekatan sehingga 30-35%, mewujudkan persekitaran osmotik yang tinggi untuk menggalakkan sintesis erythritol).
Pra rawatan: Bahan mentah yang murah seperti kanji jagung perlu ditukar kepada glukosa melalui hidrolisis enzimatik (α - amilase+amilase).
Proses penapaian
Penapaian terkawal oksigen: Menjalankan penapaian pengudaraan dalam dalam tangki penapaian besar, mengawal ketat pH (5.0-6.0), suhu (28-34 ℃), dan paras oksigen terlarut.
Induksi tekanan osmotik tinggi: Di bawah kepekatan glukosa yang tinggi, mikroorganisma menukarkan sedikit glukosa kepada erythritol untuk mengimbangi tekanan osmosis sel.
Langkah-langkah utama untuk pemisahan dan penyucian
Butiran teknikal langkah
Penapisan pensterilan, penapisan mikro atau sentrifugasi untuk membuang sel bakteria dan kekotoran molekul besar
Penyahwarnaan penyahgaraman karbon diaktifkan menyerap pigmen, resin penukar ion menyingkirkan garam bukan organik
Penghabluran pekat kepekatan penyejatan vakum kepada supersaturasi → penghabluran penyejukan (mengawal penambahan biji dan kadar penyejukan)
Pengeringan emparan, pemisahan emparan kristal → pengeringan katil terbendalir untuk mendapatkan kristal putih dengan ketulenan lebih daripada 99.5%
Kehadiran semula jadi dan pengekstrakan skala minimum (bukan industri)
Walaupun pengeluaran perindustrian bergantung pada penapaian, erythritol secara semula jadi wujud dalam:
Buah-buahan: anggur, pear, tembikai (kandungan kira-kira 0.005-0.1%)
Makanan yang ditapai: kicap, sake
Kaedah percubaan pengekstrakan (untuk tujuan penyelidikan saintifik sahaja):
ikan duyung
Salin Kod
graf LR
A [Pengisaran Sampel] -->B [Pengeluaran Air Panas]
B -->C [Polysakarida pemendakan etanol]
C -->D [pemurnian kromatografi pertukaran ion]
D -->E [pemisahan HPLC bagi erythritol]
Kelemahan: Hasil yang sangat rendah (Kelebihan perbandingan dengan pengeluaran alkohol gula yang lain
Ciri erythritol xylitol/sorbitol
Substrat penapaian glukosa/sukrosa hemiselulosa hidrolisat (xylose)
Kesukaran penghabluran: Mudah dihablurkan (keterlarutan 37g/100g pada 25 ℃). Sorbitol perlu mengkristal perlahan-lahan untuk mengelakkan penggumpalan
Laluan metabolik: Tubuh manusia tidak memetabolismekan (Kemajuan teknologi
Penggunaan sisa: Cuba untuk menggantikan glukosa ditapis dengan hidrolisis lignoselulosa untuk mengurangkan kos bahan mentah sebanyak lebih daripada 30%.
Penapaian berterusan: Bioreaktor membran baharu mencapai pengeluaran berterusan, memendekkan kitaran penapaian kepada 48 jam.
Penghabluran hijau: Teknologi penghabluran dibantu ultrasonik meningkatkan ketulenan kristal (>99.9%) dan mengurangkan penggunaan tenaga.
Kesimpulan
"Pengekstrakan" erythritol sebenarnya merujuk kepada proses pemisahan penapaian industri, dan pengekstrakan semula jadi hanya mempunyai kepentingan teori. Teknologi moden menggunakan strain kejuruteraan genetik, penapaian kepekatan tinggi, dan pelbagai teknik penapisan untuk mencapai pengeluaran kos rendah berjuta-juta tan setahun, memenuhi permintaan untuk makanan sifar gula. Jika parameter proses tertentu atau maklumat paten terikan diperlukan, sokongan literatur lanjut boleh disediakan.