Metoda de extrac?ie a eritritolului
Produc?ia industrial? de eritritol adopt? ?n principal metoda de fermentare microbian?, mai degrab? decat extrac?ia direct? din plante naturale. Acest lucru se datoreaz? faptului c? eritritolul are un con?inut sc?zut ?n natur?, iar extrac?ia direct? este costisitoare ?i ineficient?. Urm?toarele sunt procesele de baz? ?i punctele tehnice pentru produc?ia industrial? de eritritol:
Metoda principal? de produc?ie: Metoda de fermentare microbian?
Selec?ia tulpinilor bacteriene
Tulpini principale: drojdie cu produc?ie mare de eritritol (cum ar fi Moniliella pollinis, Yarrowia lipolytica) sau mucegai (cum ar fi Trichosporonoides megachiliensis).
Optimizarea prin inginerie genetic?: Tehnologia modern? ?mbun?t??e?te rata de conversie a alcoolului din zah?r ?i rezisten?a ridicat? la presiunea osmotic? a tulpinilor bacteriene prin modificare genetic?.
Prelucrarea materiilor prime
Surs? de carbon: Se utilizeaz? solu?ie de glucoz? sau zaharoz? (cu o concentra?ie de pan? la 30-35%, creand un mediu osmotic ridicat pentru a promova sinteza eritritolului).
Pretratare: Materiile prime ieftine, cum ar fi amidonul de porumb, trebuie transformate ?n glucoz? prin hidroliz? enzimatic? (α-amilaz?+amilaz?).
Procesul de fermentare
Fermenta?ie controlat? cu oxigen: Efectua?i fermenta?ia cu aerare profund? ?n rezervoare mari de fermenta?ie, controland strict pH-ul (5,0-6,0), temperatura (28-34 ℃) ?i nivelul de oxigen dizolvat.
Inducerea presiunii osmotice ridicate: ?n condi?ii de concentra?ii mari de glucoz?, microorganismele transform? o parte din glucoz? ?n eritritol pentru a echilibra presiunea osmotic? celular?.
Etapele cheie pentru separare ?i purificare
Detalii tehnice ale etapelor
Filtrare prin sterilizare, microfiltrare sau centrifugare pentru ?ndep?rtarea celulelor bacteriene ?i a impurit??ilor moleculare mari
Decolorarea, desalinizarea ?i adsorb?ia pigmen?ilor prin c?rbune activ, iar r??ina schimb?toare de ioni ?ndep?rteaz? s?rurile anorganice
Cristalizare concentrat?, evaporare ?n vid, concentrare pan? la suprasatura?ie → cristalizare prin r?cire (controlul ad?ug?rii semin?elor ?i al vitezei de r?cire)
Uscare centrifug?, separare centrifug? a cristalelor → uscare ?n pat fluidizat pentru ob?inerea de cristale albe cu o puritate mai mare de 99,5%
Prezen?a natural? ?i extrac?ia la scar? minim? (neindustrial?)
De?i produc?ia industrial? se bazeaz? pe fermenta?ie, eritritolul exist? ?n mod natural ?n:
Fructe: struguri, pere, pepene verde (con?inut aproximativ 0,005-0,1%)
Alimente fermentate: sos de soia, sake
Metoda experimental? de extrac?ie (doar ?n scopuri de cercetare ?tiin?ific?):
siren?
Copia?i codul
graficul LR
A [M?cinare prob?] -->B [Extrac?ie ap? fierbinte]
B -->C [Polizaharide de precipitare cu etanol]
C -->D [purificare prin cromatografie cu schimb ionic]
D -->E [Separarea eritritolului prin HPLC]
Dezavantaje: Randament extrem de sc?zut (Avantaje comparative cu alte tipuri de produc?ie de alcool zaharat
Eritritol caracteristic xilitol/sorbitol
Substrat de fermenta?ie: hidrolizat de hemiceluloz?/glucoz? (xiloz?)
Dificultate de cristalizare: U?or de cristalizat (solubilitate de 37g/100g la 25 ℃). Sorbitolul trebuie s? cristalizeze lent pentru a preveni aglomerarea.
Calea metabolic?: Corpul uman nu metabolizeaz? (absor?ie Progresul tehnologic
Utilizarea de?eurilor: ?ncercare de a ?nlocui glucoza rafinat? cu hidrolizat de lignoceluloz? pentru a reduce costurile materiilor prime cu peste 30%.
Fermenta?ie continu?: Noul bioreactor cu membran? realizeaz? o produc?ie continu?, scurtand ciclul de fermenta?ie la 48 de ore.
Cristalizare verde: Tehnologia de cristalizare asistat? cu ultrasunete ?mbun?t??e?te puritatea cristalelor (>99,9%) ?i reduce consumul de energie.
Concluzie
?Extrac?ia” eritritolului se refer? de fapt la procesul industrial de separare prin fermenta?ie, iar extrac?ia natural? are doar o semnifica?ie teoretic?. Tehnologia modern? utilizeaz? tulpini modificate genetic, fermenta?ie cu concentra?ie mare ?i multiple tehnici de rafinare pentru a ob?ine o produc?ie cu costuri reduse de milioane de tone pe an, satisf?cand cererea de alimente f?r? zah?r. Dac? sunt necesari parametri specifici de proces sau informa?ii despre brevetele tulpinilor, se poate furniza literatur? suplimentar?.