木糖醇
天然甜味剂
木糖醇(Xylitol)是一种天然存在的五碳糖醇,化学式为C5H12O5。它广泛存在于水果(如草莓、李子)、蔬菜(如花椰菜)及桦树、玉米芯等植物中,可通过水解植物纤维后加氢还原制得。
发展历史
木糖醇于1890年德国科学家Hermann Emil Fischer首次从山毛榉树的树皮中分离得到的。木糖醇天然存在于自然界的植物性原料中,如草莓、黄梅、花椰菜等水果和蔬菜(300~935 mg/100 g干重)。可以采用溶剂萃取的方法从植物性原料中直接提取,但木糖醇在水果、蔬菜等植物性原料中含量低。虽然杏李中木糖醇的含量与其他植物性原料相比要高,青梅中木糖醇的含量约占干重的1%,但是从中直接提取木糖醇需要专门的设备,耗能巨大,生产成本高。
70年代时,芬兰率先通过色谱分离各种木质半纤维素中的D-木糖。随后D-木糖在高温高压和氢气的催化下还原为木糖醇,并将其发展为工业木糖醇生产方法。此外,也可以利用富含木糖的木质纤维素生物质合成木糖醇。国内外木糖醇的生产多用富含多缩戊糖的原料,如天然麦秸、麦、玉米秸秆、玉米芯等,通过酸水解(如HCI、HSO)等预处理,然后从半纤维素馏分中纯化木糖,在催化剂作用下发生加氢反应。
生物技术发展后,也可以将含有多缩戊糖的农业废弃物(如玉米芯、蔗渣和橄榄渣等原料),经过稀酸水解后得到木糖水解液,再利用微生物将木糖还原为木糖醇。采用微生物发酵半纤维素水解液来生产木糖醇,具有反应条件温和、操作简单、对环境友好相对污染程度小、产品质量安全可靠的优点,成为获得这种多元醇的一种潜在的低成本替代方法。
性质特点
基本性质
白色结晶粉末,易溶于水,吸湿性强,有甜味。
分子结构数据
计算化学数据
生理功能
防龋齿作用
木糖醇不能被口腔中致龋细菌(如变形链球菌)有效代谢,因此不会产生腐蚀牙釉质的酸性物质。同时,它能抑制细菌附着和增殖,减少牙菌斑形成,被世界卫生组织(WHO)推荐为安全的防蛀甜味剂。
调节血糖代谢
其升糖指数(GI值)仅为7(蔗糖为65),摄入后不会显著刺激胰岛素分泌,且代谢过程不依赖胰岛素,适合糖尿病患者作为糖替代品,辅助控制血糖波动。
肠道健康影响
木糖醇在小肠中吸收率约50%,未吸收部分进入大肠后被肠道菌群发酵,产生短链脂肪酸(如丁酸),可能改善肠道环境。但过量摄入(通常>50克/天)会因渗透作用引发腹胀或腹泻。
潜在代谢益处
有研究表明,木糖醇可能促进钙、镁等矿物质的吸收,或通过抗氧化作用减轻炎症反应,但相关机制仍需进一步研究验证。
测定制备
药典信息
生产工艺
木糖醇的生产工艺较长,必须把住以下几个关键工序才能保证木糖醇产品质量和生产的顺利进行。
应用领域
根据我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-1996)中规定:木糖醇可代替糖按正常生产需要用于糖果、糕点、饮料。在标签上说明适用糖尿病人食用。实际生产中,木糖醇可作为甜味剂、湿润剂使用。用于食品的参考用量为:巧克力,43%;口香糖,64%;果酱、果冻,40%;调味番茄酱,50%。木糖醇还可用于炼乳、太妃糖、软糖等。用于糕点时,不产生褐变。制作需要有褐变的糕点时,可添加少量果糖。木糖醇能抑制酵母的生长和发酵活性,故不宜用于发酵食品。
安全事项
吞入、皮肤接触与吸入均可能对身体有害,对眼睛、呼吸道与皮肤有刺激性作用。接触时需要戴防护手套与眼镜。若不慎接触眼镜,需要用水小心清洗几分钟,若刺激持续,需要及时就医。
参考资料
87-99-0 (木糖醇,Xylitol).0/木糖醇中英文名/分子式/结构式 – 960化工网.
戊五醇.化学+.
中华人民共和国药典:2020版.中华人民共和国药典.
最新修订时间:2025-03-18 18:39
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