Для чего используется ксилитол?

Xylitol (C₅H₁₀O₅),Также известный как пентан -5- ол, белый кристалл или кристаллический порошок со сладким вкусом. Она очень растворима в воде, немного растворима в этаноле и метаноле, с температурой плавления 92-96 гранул, температурой кипения 216 гранул и теплотой 16,72 КДЖ/г. Он поглощает тепло, растворенное в воде, поэтому твердая форма создает приятную охлаждающую сенсацию во рту. Xylitol похож на sucrose в сладости и гигроскопии. Он поглощается организмом без побочных эффектов после приема, и широко используется. Спрос на внутреннем и внешнем рынках растет с каждым днем. Например, если продукт достигает фармацевтического класса и производится путем инъекций, добавленная стоимость будет очень высокой. Ксилитол является химическим продуктом с высокой практической ценностью, который производится с использованием высокотехнологичных методов, обеспечивающих комплексное использование сельскохозяйственных отходов. Китай является крупной сельскохозяйственной страной, обладающей избытком сырья для производства ксилитола. Только годовой объем производства кукурузы составляет 70 млн. тонн, и можно получить около 10 млн. тонн кукурузы. Если бы все эти кукурузные кобы использовались для производства ксилитола, то можно было бы произвести 1 млн. тонн. Стоимость продукции относительно низкая, она очень конкурентоспособна и имеет высокую стоимость разработки.

Ксилитол является важным химическим сырьемШироко используется в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Он может использоваться для производства пав, эмульгаторов, демульгаторов, алкидных смол и покрытий, а также может заменить глицерин в бумажной промышленности и национальной оборонной промышленности. Это также сырье для фармацевтической промышленности для производства различных лекарств. Поскольку метаболизм ксилитола в организме не связан с инсулином, он подходит для производства продуктов питания для диабетиков. В последние годы рыночный спрос на ксилитол быстро растет, и, по оценкам, общий годовой спрос составляет более 100 000 тонн. Тем не менее, China' текущая годовая добыча ксилитола составляет менее 2000 тонн, а цена продажи за тонну достигает 25 000 юаней. Поэтому использование сельскохозяйственных отходов, таких, как кукурузные плиты и хлопчатобумажные ракушки, для производства ксилитола имеет чрезвычайно оптимистические перспективы.

1 подготовка ксилитола

Существует три способа производства ксилитола.

1.1 извлечение материала

Xylose в основном получают из стеблей или кожуры растенийА затем ксилитол производится из ксилозы.

1.2 химический синтез

Основной принцип заключается в Том, что пентозы гидролизируются кислотой для получения д-ксилозы, а d-ксилоза гидрогенизируется под никелевым катализатором для получения ксилола. Этот метод имеет длительный технологический процесс, высокие требования к оборудованию и небезопасное производство. Новые исследования — это получение гидролизата ксилозы с помощью гидролизирующей рогатки или корнкобов, а также электролиза электролита для снижения ксилитоловых продуктов [1]. Коэффициент преобразования xylose может достигать более 95,0%.

1.3 биосинтез

Основной принцип биологического метода заключается в Том, что основным продуктом гидролиза сельскохозяйственных отходов, таких как солома, багасса и кукурузные кобры, является ксилосодержащий гидролиз, а затем ксилол получается путем ферментации ксилозы в гидролизате с использованием микроорганизмов.

В настоящее время ферментация ксилозы для производства ксилола из глюкозы является горячей точкой исследований, поскольку глюкоза широко доступна и относительно недорого. Тем не менее, микроорганизмы не были найдены в природе, которые могут непосредственно ферментировать глюкозу для производства ксилитола. Одним из решений этой проблемы является метод смешанной ферментации. Интеграция пути, который катализируетПроизводство ксилитола из глюкозыВ Один штамм бактерий, и с помощью этой инженерии бактерии могут непосредственно ферментировать глюкозу для производства ксилитола. Это может не только сократить количество реакционных шагов и упростить процесс, но и использовать недорогой и легкодоступный глюкозу в качестве субстанции.

В настоящее время промышленное производство в китае в основном основано на химическом синтезе. Метод биосинтеза использует редуктазный фермент в микроорганизмах для производства ксилитола, что может эффективно снизить себестоимость производства ксилитола. Метод ферментации не только способен устранить xylose очистка шаг, но и упрощает xylitol разделения шаг, что делает его перспективным методом производства. 1. Ферментативная фермаСинтез ксилитолаОбеспечивает непрерывное и эффективное производство за счет метаболического баланса редукционного коэффициента коэнзима ксилозы.

2 свойства xylitol

2.1 промежуточное вещество в углеводном метаболизме

Ксилитол является нормальным промежуточным веществом в углеводном метаболизмеВ человеческом теле. Его метаболизм отличается от обычного сахара. Ксилитол может поглощаться и использоваться через клеточные мембраны без помощи инсулина после входа в организм, и не увеличивает глюкозу крови или мочевой глюкозы. В течение 12 часов после потребления ксилитола от 50% до 60% окисляется до двуокиси углерода и воды, высвобождая тепло, которое используется телом. От 2% до 10% выводится в моче и фекалиях, а от 20% до 30% хранится в организме в качестве гликогена или других промежуточных продуктов, без увеличения уровня глюкозы в крови. Ксилитол также стимулирует поджелудочную железу, чтобы выделить небольшое количество инсулина. Исследования показали, что ксилитол может использоваться отдельно для замены некоторых препаратов, снижающих уровень глюкозы. Клинические испытания за рубежом показали, что диабетики могут дополнять свое тело сахаром, принимая 30г ксилитола, смешанного в теплой воде или добавляемого в продукты питания, такие как молоко или соевое молоко, ежедневно. Xylitolобработанные сладости, шоколад, сухофрукты и другие продукты питания могут не только облегчить душевные страдания диабетиков, которые не могут есть сахар или сладости, но и смягчить симптомы заболевания, повысить физическую силу, регулировать питание, и в то же время уменьшить жажду, голод и частое мочеисцеляние.

2.2 антикариес свойства

По данным национального эпидемиологического обследования состояния полости рта, половина населения китая страдает от кариеса. Кариес происходит потому, что люди часто едят сукроуз или продукты с высоким содержанием сахара. Сугроза, которая остается во рту, производит кислотные вещества под действием бактерий, что приводит к потере минералов, коррозии и повреждению зубов, а также формирует кариеса.Xylitol предотвращает каритозПотому что он не ферментирован бактериями во рту, чтобы производить кислоты, которые могут выщелачивать минералы из зубов и вызвать кариез. Он не обеспечивает питательными веществами для выживания бактерий и может препятствовать росту бактерий. Исследования показали, что ксилитол может предотвратить каритоз на 90% при использовании в качестве заменителя сахара в сладких продуктах [3].

2.3 в качестве источника энергии

Ксилитол может использоваться в качестве источника энергии для парентерального питания[4]. Парентеральное питание представляет собой сбалансированное решение энергии, питательных веществ и электролитов, которые могут обеспечить энергию, аминокислоты и неорганические соли. Для пациентов, особенно после операции, тело и#39. Нарушается внутренняя эндокринная балансовая система и ослабляется обмен глюкозы. Поэтому, когда глюкозу вводят парентерально, новая балансовая система не может быть создана сразу, что иногда вызывает неблагоприятные явления, такие как кома, отек и обезвоживание у пациентов. Замена глюкозы ксилитолом в качестве источника энергии может избежать этих неблагоприятных явлений. Кроме того, ксилитол может способствовать синтезу гепатической глюкозы, улучшить пациента и#39; функции печени, и имеет эффект предотвращения жирной печени, увеличение бифидобактерий, и устранение кетонов тела в крови. Ксилитол является нормальным промежуточным веществом в метаболизме человека, и его физиологические функции требуют дальнейших исследований.

3 применения xylitol

В связи с вышеизложеннымХарактеристики xylitol, широко используется во многих областях, таких как продукты питания, лекарства и химикаты.

3.1 применение в пищевой промышленности

Ксилитол метаболизируется в организме независимо от инсулина, поэтому он используется в производстве пищевых продуктов для диабетиков. Ксилитол обладает охлаждающим действием во рту и не ферментируется бактериями, чтобы производить молочную кислоту во рту. Это не очень хорошая среда для микроорганизмов и поэтому не кариогенная и может быть использована для производства жевательной резинки. Xylitol имеет уникальные преимущества в качестве заменителя сахара.Ксилитол не подвергается реакции майяра браунингаВо время пищевой переработки из-за нагрева, потому что в отличие от сахара, он не имеет группы альдегидов и не реагирует с аминокислотами, чтобы затемнить цвет продуктов питания. Xylitol не влияет дрожжи и бактерии, не вызывает плесени, и может продлить срок годности продуктов питания. Таким образом, ксилитол широко используется в таких продуктах, как жевательная резинка, шоколад, напитки и конфеты [4-5].

3.1.1 применение в жевательной резинке

Xylitol имеет такую же сладость, как и sucroseИ может предотвратить кариес. Популярная в мире жевательная резинка без сахара в настоящее время производится путем замены сахарозы сахарными спиртами, такими как ксилитол.

3.1.2 применение в шоколадных изделиях

Ксилитол может заменить сукроуз в шоколадных продуктах. 1. Сырьевые товарыXylitol должен быть тонким грунтовым порошком- да. Этот тип шоколада, который заменяет сукроуз ксилитолом, подходит для диабетиков.

3.1.3 применение в напитках

В витаминных напитках, изготовленных со сложной смесью подсластителя ксилитола, мальтитола, сахара и фруктозы,Xylitol в основном улучшает сладостьИ дает охлаждающее ощущение напитку, в то время как maltitol дает напиток чувство качества. Использование ксилитола в напитках контролирует содержание калорий и стабилизирует эффективность витаминов.

3.1.4 при нанесении пищевых мягких конфет

Подсластители, такие как cyclamate иКсилитол используется для замены сукроза в производстве пищевых волокон гаммий- да. Пищевая гамма из фибрового волокна изготавливается из порошка читосана и коньяка в качестве пищевых ингредиентов из фибрового волокна, а также из цикама и ксилитола в качестве подсластителей с использованием определенного процесса. Они имеют хороший вкус и естественный цвет, цельные, пухлые, деликатные и сладко-кислый вкус.

3.2 применение в фармацевтической промышленности

Ксилитол может снизить трансаминазуИ является хорошим лекарством для лечения диабета и защиты печени. Это приводит к увеличению калорий, улучшению обмена сахара, а не увеличению нагрузки на сахар и ликвидации кетонемии. Ксилитол не только метаболизируется в организме человека без инсулина, но и способствует секреции инсулина.

Таким образом, ксилитол является хорошей питательной добавкой и адъювантным лечением для диабетиков. Это может увеличить физическую силу диабетиков, облегчить симптомы, такие как голод, увеличение употребления алкоголя, питания и мочи, и уменьшить дозировку инсулина и других гипогликемических препаратов. Он также подавляет пероральные бактерии и предотвращает кариеса. Используется в фармацевтической промышленности для производства различных лекарственных средств. В китае насчитывается 36 миллионов больных диабетом, и появление ксилитола, несомненно, является хорошей новостью. Кроме того, он может увеличить гликоген в печени, уменьшить трансаминазы, улучшить функции печени, и защитить печень. Ксилитол оказывает сильное антикетоновое действие. Внутривенная инъекция ксилитола оказывает хорошее лечебное воздействие на пациентов с кетонными телами и является калорийным дополнением для этих пациентов. Ксилитол может препятствовать росту жира в организме, поэтому длительное использование ксилитола может иметь эффект потери веса. Добавление ксилитола в анестезию во время операции может сыграть роль, которую не может играть глюкоза.Xylitol имеет много других приложенийВ медицинской области, которые ждут дальнейших исследований.

3.3 применение в химической промышленности

Ксилитол может использоваться для производства поверхностно-активных веществ с антибактериальными свойствами- либо: В синтетической смоле используется для производства различных алкидных смол; В кожевальной промышленности ксилитол реагирует с фенолом, формальдегидом, фосфорной кислотой и т.д., чтобы произвести бесцветный кожезаменитель с хорошей растворимостью в воде и свойствами для загара, а также устойчив во время хранения, не окисляется и не темнеет и используется для загара белой кожи. Ксилитол может заменить глицерин и используется в бумажной промышленности, ежедневной химической продукции и оборонной промышленности. Он может быть нитрифицирован для производства взрывчатых веществ; Он может вступать в реакцию с синтетическими жирными кислотами для производства нелетучих пластификаторов; Сам ксилитол также оказывает эмульсирующее, дисперсирующее, депенообразующее и другие эффекты; Он имеет лучшую теплостойкость и коррозионную стойкость, чем гексанол, и является важным эмульгатором с хорошими перспективами применения. По мере расширения и развития промышленного применения ксилитола значительно возрастет спрос на него.

3.3.1 применение в пластмассовой промышленности

Ксилол и жирные кислоты с 5-9 атомами углерода могут быть очищены для производства термостойких пластификаторов. Продукция имеет высокое содержание тристера и хорошую совместимость, и может быть использована в подошвах, сельскохозяйственных пленок, искусственной кожи, кабельных материалов и т.д. Полиэфирная смола является новым типом полимера, который является основным сырьем для пенопласта, резины, клеев и т.д.Xylitol может быть использован в качестве исходного агента для производства полиэфира, который является основным сырьем для дальнейшего синтеза жесткого пенопласта. Xylitol может использоваться в качестве добавки в ПВХ кабелях для улучшения изоляционных свойств.

3.3.2 применение в промышленности по производству красок и покрытий

Алкидная смола является важным сырьем для синтетических красок с хорошей производительностью, универсальностью и низкой ценой. Однако при приготовлении этого сырья потребляется большое количество глицерина и пищевого масла.С помощью ксилитола, который имеет характеристики пяти гидроксильных групп, в качестве заменителя может сэкономить много глицерина и пищевого масла. Xylitol и высокое масло могут быть использованы для улучшения темно-цветных красок.

3.3.3 применение в пав

Поверхностно-активные вещества являются новой отраслью, в которой используются большие объемы. Они являются важными вспомогательными химическими устройствами в химической, нефтяной, легкой промышленности, пищевой, фармацевтической и текстильной промышленности. Они играют важную роль в поощрении ответных мер, улучшении показателей и повышении качества. Полигидрические спиртные неионические поверхностно-активные вещества, такие как эфиры жирных кислот сорбита, в основном синтезируются из сорбитола.Ксилитол и сорбитолЯвляются полигидрическими спиртами с очень похожими физическими и химическими свойствами. Таким образом, ксилол может также использоваться для производства вышеупомянутых веществ так же, как сорбитол, и, как сорбитол, он также является неионическим поверхностным веществом.

3.4 применение в зубной пасте

В настоящее времяКсилитол в основном используется в жевательной резинкеИ технология относительно зрелая. Жевательная резинка может эффективно предотвратить кариес. В последние годы ксилитол стал использоваться в зубной пасте. Xylitol используется в зубной пасте следующим образом:

(1) только ксилитол: поскольку ксилитол обладает многими характеристиками, аналогичными глицерину и сорбитолу, он может использоваться в качестве смачивающего средства и смешиваться с другими ингредиентами зубной пасты для достижения хорошего антикариевого эффекта.

(2) смешивание ксилитола и фторида: ксилитол и фторид имеют функцию предотвращения кариевого распада, но их механизмы действия различны. Смешивание их вместе может лучше предотвратить появление кариеса.

③ Xylitol и китайская травяная медицина используются вместе. Китайская травяная медицина, как правило, имеет уникальные функции, такие как снятие боли, противовоспалительные, гемостатические, и защита десен. Ксилитол, смешанный с китайской травяной медициной в зубной пасте, может не только предотвратить кариепатию, но и защитить десны и другие функции, что в большей степени способствует оральному и стоматологическому здоровью.

4. Выводы

В настоящее времяXylitol промышленностиЭто новая отрасль, и разработка и исследования ксилитола только началась у себя дома и за рубежом. Xylitol имеет широкий спектр применений, растущий спрос и высокую стоимость. Производство ксилитола из сельскохозяйственных отходов имеет хорошие перспективы развития. Китай является крупной сельскохозяйственной страной с обильным и легкодоступным сырьем, что дает ему хорошие преимущества для развития. С развитием China' экономика и повышение осведомленности в области охраны окружающей среды, исследования и разработки новых видов применения xylitol стали модными, и их ценность и потенциал будут лучше отражены. Перспективы производства, сбыта и разработки ксилитола весьма широки.

Ссылки на статьи

[1] хуан юсюй. Технологический процесс производства ксилитола методом электродиализа [J]. Прикладная химия, 1997, 14(6): 105 — 106.

[2] ты син. Xylitol и его функции [J]. Наука и техника в пищевой промышленности, 2003, 24(8): 87 — 88.

[3] ван гуаньбинь, ван ченфу. Функциональный подсластитель xylitol [J]. Китайская продовольственная и пищевая промышленность, 2005 год (10): 28-29.

[4] цуй фушунь, ли чуньхуа, чжоу липин. Физиологические функции ксилитола и его применение в пищевой промышленности [J]. Журнал янбянского университета (сельское хозяйство), 2003, 25(4): 298-300.

[5] ма пейчжун, сюй цзиньму, хан вейчэн. Производство и применение ксилитола [J]. Хэнань наука и техника, 1997, (4): 16-17.

[6] хуан цзин. Синтез, применение и перспективы рынка xylitol [J]. Химическая технология и развитие, 2003, 32(3): 12-15.

[7] Xiang Xiaoli, Chen Tian' а. Методы приготовления и применения сахарных спиртов [J]. Химическая промышленность хубэй, 2002, (2): 27-28.

[8] чжан цзиньюань, Лу ли. Краткое обсуждение применения ксилитола в зубной пасте [J]. Зубная паста промышленность, 2005, (4): 29-30.