木糖醇原產(chǎn)于芬蘭,是從白樺樹、橡樹、玉米芯、甘蔗渣等植物中提取出來(lái)的一種天然植物甜味劑。
物質(zhì)介紹
基本信息
中文名稱:木糖醇
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中文別名:戊五醇
英文名稱:Xylitol
英文別名:XYLIT; XYLITE; D-XYLITOL;1,2,3,4,5PENTAHYDROXYPENTANE
CAS號(hào):87-99-0;16277-71-7
EINECS號(hào):201-788-0
分子式:C5H12O5
分子量:152.15
MDL號(hào):MFCD00064292
詳細(xì)解釋
木糖醇(C5H12O5),又名戊五醇,,是一種五碳糖醇。木糖醇是木糖代謝的中間產(chǎn)物,外形為結(jié)晶性白色粉末,有吸濕性,無(wú)毒無(wú)異味,有甜味,極易溶于水,微溶于和甲醇。廣泛存在于果品、蔬菜、谷類、蘑菇之類食物和木材、稻草、玉米芯等植物中。木糖醇可用作甜味劑、營(yíng)養(yǎng)劑和藥劑在化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中廣泛應(yīng)用。[1]
木糖醇作為一種功能性甜味劑,能參與人體代謝,進(jìn)入血液后,不需就能透入細(xì)胞而且代謝速度快,不會(huì)引起血糖升高,是適合于糖尿病患者食用的營(yíng)養(yǎng)型食糖替代品。
從食品級(jí)來(lái)說(shuō),木糖醇有廣義和狹義之分。廣義為碳水化合物,狹義為多元醇。因?yàn)槟咎谴純H僅能被緩慢吸收或部分被利用。熱量低是它的一大特點(diǎn):每克2.4卡路里,比其他的碳水化合物少40%。木糖醇從20世紀(jì)60年始應(yīng)用與食品中。在一些國(guó)家它是很受糖尿病人歡迎的一種甜味劑。在美國(guó),為了某些特殊目的可以作為食品添加劑,不受用量限制的加入食品中。
2藥物分析
方法名稱: 木糖醇原料藥—木糖醇的測(cè)定—氧化還原滴定法
應(yīng)用范圍: 本方法采用滴定法測(cè)定木糖醇原料藥中木糖醇的含量。
本方法適用于木糖醇原料藥。
方法原理: 供試品加水稀釋后取適量置瓶中,加高酸鉀溶液及溶液后,再加化鉀,用滴定液滴定,近終點(diǎn)時(shí),加淀粉指示液,繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失,并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正,根據(jù)滴定液使用量,計(jì)算木糖醇的含量。
生產(chǎn)工藝
我國(guó)木糖醇雖然是從前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)開發(fā)的,就木糖醇本身而言,也是一個(gè)新興的工業(yè),生產(chǎn)歷史并不長(zhǎng),生產(chǎn)技術(shù)也剛剛有一個(gè)雛形,并不是很成熟,有待發(fā)展和完善。我國(guó)木糖醇工業(yè)也是這樣,從小試、中試,到試生產(chǎn),一步一步地發(fā)展起來(lái)的,必須經(jīng)歷一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)過(guò)程。就目前來(lái)說(shuō),我國(guó)木糖醇生產(chǎn)有兩條基本工藝,這兩條工藝就是:中和脫酸工藝和離子交換脫酸工藝,而各廠家在生產(chǎn)細(xì)節(jié)上都有自己的獨(dú)到之處,形成自己的工藝風(fēng)格。
中和脫酸工藝就是在凈化水解液時(shí)采用中和法。上世紀(jì)六十年代,我國(guó)木糖醇在保定開始試生產(chǎn)時(shí),就是采用這個(gè)方法,如保定廠的一號(hào)生產(chǎn)線。此法的工藝路線如下:
原料 → 水解→ 中和 → 濃縮→ 脫色→ 離子交換→ 濃縮→ 加氫 → 濃縮→ 結(jié)晶→ 分離→ 包裝
這是典型的木糖醇生產(chǎn)工藝,在水解液凈化過(guò)程中,采取了一次中和一次離子交換工藝,在這個(gè)工藝的基礎(chǔ)上,又加了一次氫化液離子交換,就變成了一次中和脫酸二次交換工藝,都屬于中和脫酸工藝。我們知道,在木糖醇生產(chǎn)過(guò)程中,玉米芯首先要水解生產(chǎn)水解液,水解時(shí)要加催化劑—,而水解后,就存在于水解液中,但在生產(chǎn)過(guò)程中,這部分 必須除去,顧名思義中和脫酸工藝就是用中和的方法將酸除去,中和劑通常用碳酸鈣。被碳酸鈣中和成石膏—鈣,鈣在水中的溶解度很小,絕大部分石膏都成為沉淀經(jīng)過(guò)濾除去。
中和脫酸工藝的優(yōu)缺點(diǎn):中和脫酸工藝比較簡(jiǎn)單,酸堿消耗低,可降低成本,設(shè)備也比較簡(jiǎn)單,易操作,少。但由于它是初始工藝,必然有不足之處,它的缺點(diǎn)主要來(lái)至工藝本身,眾所周知,石膏雖然在水中的溶解度小,也不是不溶解,在進(jìn)入下個(gè)濃縮工序時(shí),隨著水解液變濃,石膏在水解液中濃度也變大,呈過(guò)飽和狀態(tài),此時(shí)就有一部分石膏又沉淀出來(lái),沉積在蒸發(fā)器的管壁上,形成隔熱層,降低蒸發(fā)效力,浪費(fèi)蒸汽,降低設(shè)備利用率。 由于,這層結(jié)垢很難除去,特別是很難用化學(xué)方法除去,不得不用機(jī)械法清除結(jié)垢,不但麻煩,而且勞動(dòng)強(qiáng)度很大,對(duì)設(shè)備也有不同程度的損傷,降低設(shè)備的使用壽命。
生產(chǎn)
木糖醇的生產(chǎn)工藝是比較長(zhǎng)的,但必須把住幾個(gè)關(guān)鍵工序才能保證木糖醇產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)行,這就是協(xié)綱提領(lǐng),幾個(gè)關(guān)鍵工序做好了就把住了木糖醇的生產(chǎn)要點(diǎn)。木糖醇有以下幾道值得注意的工序,分述如下。
水解
水解工序是木糖醇生產(chǎn)的道工序,是關(guān)系到木糖醇的質(zhì)量和后序工序加工的難易的
木糖醇關(guān)鍵。如果把握不住水解液的質(zhì)量,就會(huì)給后序工序帶來(lái)很多麻煩,會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。水解工序首要注意的問(wèn)題是原料凈化問(wèn)題,原料玉米芯要經(jīng)篩選,洗滌,清除雜質(zhì),不要人為的把雜質(zhì)引入水解液中,造成水解液質(zhì)量的先天不足。水解工序參數(shù)三要素就是催化劑、水解溫度和時(shí)間。其中,催化劑只是一個(gè)量的問(wèn)題,卡住催化劑的用量就行了;水解溫度是值得關(guān)注的問(wèn)題,溫度低只能是水解不完全,而要是高了就會(huì)造成嚴(yán)重后果,溫度過(guò)高會(huì)使水解液中的木糖繼續(xù)脫水生成糠醛或深度水解生成低級(jí)的碳水化合物,如醋酸,等,也會(huì)使大量蛋白質(zhì)水解,生成有機(jī)色素和膠體,這會(huì)對(duì)后續(xù)的凈化工序帶來(lái)很大困難。為了確保水解溫度適當(dāng)可引進(jìn)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng),已經(jīng)是很容易解決的問(wèn)題了。同樣水解時(shí)間也不能不足或過(guò)長(zhǎng),會(huì)造成同水爭(zhēng)溫度一樣的后果,多長(zhǎng)時(shí)間好呢,雖然有一個(gè)基本時(shí)間,但要恰如其分,這就要操作者根據(jù)不同原料,不同氣候,根據(jù)長(zhǎng)期積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握。
次交換主要是為了除去水解液中的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸,根是陰離子,所以,次是采用陰離子交換樹脂,陰離子交換樹脂的種類很多,不是每種樹脂都適合木糖醇生產(chǎn)的要求。原保定廠的技術(shù)人員在這方面做了大量工作,投入了大量人力和財(cái)力,經(jīng)過(guò)多年的潛心研究,對(duì)國(guó)內(nèi)外各種樹脂進(jìn)行了詳細(xì)的篩選,取得了可喜的成果,篩選出大孔D型陰離子樹脂適合于木糖醇生產(chǎn)的要求,如大孔陰樹脂D296、D290等型號(hào),為木糖醇工業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。次交換采用大孔陰樹脂不但可以除去陰離子,而且可吸附除掉很多膠體雜質(zhì)和色素
第二次交換的目的是為了除去灰份和陽(yáng)離子,所以采用陽(yáng)離子交換樹脂,陽(yáng)離子交換樹脂的種類也很多,但常用的還是強(qiáng)酸型732用的比較普遍,732強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂是乙烯磺酸型樹脂,其功能團(tuán)為磺酸基,這種樹脂強(qiáng)度高,交換容量大,使用壽命長(zhǎng)。陽(yáng)離子交換樹脂在交換中除去陽(yáng)離子雜質(zhì)外,還能以吸附的形式除去膠體和非糖體,如糖醛酸、聚糖醛酸,還有含氮化合物等。
第三次交換是為了氫化液的凈化,凈化后的木糖漿經(jīng)過(guò)加氫會(huì)增加酸度和金屬離子,要進(jìn)一步凈化,以除去這些雜質(zhì),就采用第三次離子交換,一般第三次交換采用陽(yáng)樹脂。這就是陰-陽(yáng)-陽(yáng)離子交換工藝。
上面敘述了木糖醇主要的生產(chǎn)工序,但并不意味著其他工序不重要,只是這些工序操作難度大,對(duì)木糖醇生產(chǎn)起著關(guān)鍵作用。在這里敘述了鮮為人知的工藝和技術(shù),也披露了尚未公布于世的工藝和材料,將會(huì)對(duì)木糖醇的生產(chǎn)起到一定的作用。木糖醇在生活中的用途
木糖醇是一種具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的甜味物質(zhì),也是人體糖類代謝的正常中間體。一個(gè)健康的人,即使不吃任何含有木糖醇的食物,血液中也含有0.03---0.06毫克/100毫克的木糖醇。在自然界中,木糖醇廣泛存在于各種水果、蔬菜中,但含量很低。商品木糖醇是用玉米芯、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)作物中,經(jīng)過(guò)深加工而制得的,是一種天然健康的甜味劑。
木糖醇白色晶體,外表和蔗糖相似,是多元醇中甜的甜味劑,味涼、甜度相當(dāng)于蔗糖,熱量相當(dāng)于葡萄糖。是未來(lái)的甜味劑,是蔗糖和葡萄糖替代品。
木糖醇是白色晶體,外表和味覺都與蔗糖很像。從食品級(jí)來(lái)說(shuō),木糖醇有廣義和狹義之分。廣義為碳水化合物,狹義為多元醇。因?yàn)槟咎谴純H僅能被緩慢吸收或部分被利用。熱量低是它的一大特點(diǎn):每克2.4卡路里,比其他的碳水化合物少40%。木糖醇從60年始應(yīng)用與食品中。在一些國(guó)家它是很受糖尿病人歡迎的一種甜味劑。在美國(guó),為了某些特殊目的可以作為食品添加劑,不受用量限制的加入食品中。
木糖醇是防齲齒的甜味劑(這也是木糖醇早被我們所認(rèn)識(shí)的一個(gè)特點(diǎn)),已在25年的時(shí)間內(nèi),不同情況下得到認(rèn)證。木糖醇可以減少齲齒這一特性,在高危險(xiǎn)率人群(齲齒發(fā)生率高、營(yíng)養(yǎng)低下、口腔衛(wèi)生水平低)和低危險(xiǎn)率人群(利用當(dāng)前所有的牙齒保護(hù)措施保護(hù)牙齒,牙洞產(chǎn)生率低)中均為適用。
以木糖醇為主要甜味劑的口香糖和糖果已經(jīng)得到六個(gè)國(guó)家牙齒保健協(xié)會(huì)的正式認(rèn)可。
主要功能
甜味劑
木糖醇做糖尿病人的甜味劑、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑和輔助治療劑:木糖醇是人體糖類代謝的中間體,在體內(nèi)缺少影響糖代謝情況下,無(wú)須促進(jìn),木糖醇也能透過(guò)細(xì)胞膜,被組織吸收利用,促進(jìn)肝糖元合成,供細(xì)胞以營(yíng)養(yǎng)和能量,且不會(huì)引起血糖值升高,消除糖尿病人服用后的三多癥狀(多食、多飲、多尿),是適合糖尿病患者食用的營(yíng)養(yǎng)性的食糖代替品。
改善肝
木糖醇能促進(jìn)肝糖元合成,血糖不會(huì)上升,對(duì)肝病患者有改善肝功能和抗脂肪肝的作用,治療乙型遷延性肝炎,乙型慢性肝炎及肝硬化有明顯療效,是肝炎并發(fā)癥病人的理想輔助藥物。
防齲齒
木糖醇的防齲齒特性在所有的甜味劑中效果,首先是木糖醇不能被口腔中產(chǎn)生齲齒的細(xì)菌發(fā)酵利用,抑制鏈球菌生長(zhǎng)及酸的產(chǎn)生;其次在咀嚼木糖醇時(shí),能促進(jìn)唾液分泌,唾液多了既可以沖洗口腔、牙齒中的細(xì)菌,也可以增大唾液和齲齒斑點(diǎn)處堿性氨基酸及氨濃度,同時(shí)減緩口腔內(nèi)PH值下降,傷害牙齒的酸性物質(zhì)被中和稀釋,抑制了細(xì)菌在牙齒表面的吸附,從而減少了牙齒的酸蝕,防止齲齒和減少牙斑的產(chǎn)生,鞏固牙齒。
減肥
木糖醇為人體提供能量,合成糖元,減少脂肪和肝組織中的蛋白質(zhì)的消耗,使受到保護(hù)和修復(fù),減少人體內(nèi)有害酮體的產(chǎn)生,不會(huì)因食用而為發(fā)胖憂慮??蓮V泛用于食品、醫(yī)藥、輕工等領(lǐng)域。 木糖醇與普通的白砂糖相比,具有熱量低的優(yōu)勢(shì)——每克木糖醇僅含有2.4卡路里熱量,比其他大多數(shù)碳水化合物的熱量少40%,因而木糖醇可被應(yīng)用于各種減肥食品中,作為高熱量白糖的代用品。
穩(wěn)定
生物木糖醇在體內(nèi)代謝緩慢,因此它不會(huì)使突然上升或下降,普通食糖則會(huì),木糖醇是的天然穩(wěn)定劑,食品用后不會(huì)增加血液中,木糖醇還扮演著穩(wěn)定激素的重要角色,高指標(biāo)水平會(huì)增加產(chǎn)生,引起乳腺癌也干擾了卵巢的健康功能,阻抗是產(chǎn)生激素問(wèn)題(多囊卵巢綜合癥)的重要原因;所以降低水平至關(guān)重要不僅對(duì)抵抗多囊卵巢綜合癥而且對(duì)分解更多其他激素的不平衡降低乳癌風(fēng)險(xiǎn)有重要意義。
木糖醇(C5H12O5),又名戊五醇,,是一種五碳糖醇