Metóda extrakcie erytritolu
Priemyselná vyroba erytritolu vyu?íva preva?ne metódu mikrobiálnej fermentácie, a nie priamu extrakciu z prírodnych rastlín. Je to preto, ?e erytritol má v prírode nízky obsah a priama extrakcia je nákladná a neefektívna. Nasledujú základné procesy a technické body priemyselnej vyroby erytritolu:
Hlavná metóda vyroby: Mikrobiálna fermenta?ná metóda
Vyber bakteriálnych kmeňov
Základné kmene: Vysoko produkujúce kvasinky s erytritolom (ako napríklad Moniliella pollinis, Yarrowia lipolytica) alebo plesne (ako napríklad Trichosporonoides megachiliensis).
Optimalizácia genetického in?inierstva: Moderná technológia zvy?uje mieru konverzie cukrovych alkoholov a odolnos? bakteriálnych kmeňov vo?i vysokému osmotickému tlaku prostredníctvom genetickej modifikácie.
Spracovanie surovín
Zdroj uhlíka: Pou?ite roztok glukózy alebo sacharózy (s koncentráciou do 30 – 35 %, ?ím sa vytvorí vysoko osmotické prostredie na podporu syntézy erytritolu).
Predúprava: Lacné suroviny, ako napríklad kukuri?ny ?krob, je potrebné premeni? na glukózu enzymatickou hydrolyzou (α-amyláza + amyláza).
Proces fermentácie
Fermentácia s riadenym kyslíkom: Vykonávajte fermentáciu s hlbokym prevzdu?ňovaním vo ve?kych fermenta?nych nádr?iach, prísne kontrolujte pH (5,0 – 6,0), teplotu (28 – 34 ℃) a hladinu rozpusteného kyslíka.
Indukcia vysokého osmotického tlaku: Pri vysokej koncentrácii glukózy mikroorganizmy premieňajú ?as? glukózy na erytritol, aby vyrovnali osmoticky tlak buniek.
K?ú?ové kroky pre separáciu a ?istenie
Technické detaily krokov
Steriliza?ná filtrácia, mikrofiltrácia alebo centrifugácia na odstránenie bakteriálnych buniek a ne?ist?t s ve?kymi molekulami
Odfarbovanie a odso?ovanie aktívnym uhlím adsorbuje pigmenty, iónomeni?ová ?ivica odstraňuje anorganické soli
Koncentrovaná kry?talizácia, vákuové odparovanie, koncentrovanie do presytenia → chladenie, kry?talizácia (riadenie pridávania semien a rychlosti chladenia)
Odstredivé su?enie, odstredivá separácia kry?tálov → su?enie vo fluidnom l??ku na získanie bielych kry?tálov s ?istotou vy??ou ako 99,5 %
Prirodzená prítomnos? a minimálna ?a?ba (nepriemyselná)
Hoci priemyselná vyroba závisí od fermentácie, erytritol sa prirodzene vyskytuje v:
Ovocie: hrozno, hru?ky, melón (obsah pribli?ne 0,005 – 0,1 %)
Fermentované potraviny: sójová omá?ka, saké
Experimentálna metóda extrakcie (len na ú?ely vedeckého vyskumu):
morská panna
Kopírova? kód
graf LR
A [Mletie vzorky] -->B [Extrakcia horúcou vodou]
B -->C [Polysacharidy zrá?ané etanolom]
C -->D [?istenie pomocou iónovo-vymennej chromatografie]
D -->E [HPLC separácia erytritolu]
Nevyhody: Extrémne nízky vy?a?ok (Porovnávacie vyhody s inymi druhmi vyroby cukrového alkoholu
Charakteristicky erytritol xylitol/sorbitol
Fermenta?ny substrát glukóza/sacharóza hemicelulózovy hydrolyzát (xylóza)
Náro?nos? kry?talizácie: ?ahko kry?talizuje (rozpustnos? 37 g/100 g pri 25 ℃). Sorbitol musí kry?talizova? pomaly, aby sa zabránilo zhlukovaniu.
Metabolická dráha: ?udské telo nemetabolizuje (absorbuje sa Technologicky pokrok
Vyu?itie odpadu: Pokus o nahradenie rafinovanej glukózy lignocelulózovym hydrolyzátom s cie?om zní?i? náklady na suroviny o viac ako 30 %.
Kontinuálna fermentácia: Novy membránovy bioreaktor dosahuje kontinuálnu produkciu, ?ím skracuje fermenta?ny cyklus na 48 hodín.
Zelená kry?talizácia: Technológia kry?talizácie s pomocou ultrazvuku zlep?uje ?istotu kry?tálov (> 99,9%) a zni?uje spotrebu energie.
Záver
?Extrakcia“ erytritolu sa v skuto?nosti vz?ahuje na priemyselny fermenta?ny separa?ny proces a prirodzená extrakcia má iba teoreticky vyznam. Moderná technológia vyu?íva geneticky modifikované kmene, fermentáciu s vysokou koncentráciou a viacnásobné rafina?né techniky na dosiahnutie nízkonákladovej produkcie miliónov ton ro?ne, ?ím sa uspokojí dopyt po potravinách s nulovym obsahom cukru. Ak sú potrebné ?pecifické parametre procesu alebo informácie o patentoch kmeňov, je mo?né poskytnú? ?al?iu literárnu podporu.