手机扫码访问本站
微信咨询
【概述】
木糖醇又称为戊五醇,是一种多元醇,木糖醇有一定的吸湿性,味甜,甜度相当于蔗糖,发热量相当于葡萄糖。木糖醇是综合利用农业废弃物、采用高新技术生产的、具有很高实用价值的化工产品。木糖醇广泛应用于化工、医药、食品等领域,可制取表面活性剂、乳化剂、破乳剂、醇酸树脂及涂料,可代替甘油应用于造纸、日用品及国防工业,又是医药工业制造各种药物的原料。
【理化性质】
木糖醇是白色结晶或结晶性粉末，味甜，甜度相当于蔗糖，极易溶于水(约160g/100ml)，微溶于乙醇和甲醇，熔点92～96℃，沸点216℃，热值16.72kJ/g(与蔗糖相同)。溶于水是吸热，故以固体形式食用时在口中会产生愉快的清凉感，10%水溶液pH值5.0～7.0。
【功效与作用】
1.木糖醇具有防龋齿特性 木糖醇的防龋齿效果达到90%，是防龋齿的最好的甜味剂。
2.木糖醇不被酵母菌发酵，是微生物的不良培养基 由于木糖醇具有这一特性，故所制食品能延长其保存期。例如消费者希望某些果酱少加糖，但加糖少的果酱容易在储存期，特别是在开罐后败坏，如果用木糖醇代替蔗糖制取果酱，就可以不添加人工防腐剂而保存较长的时间。
3.木糖醇具有吸湿性 由于木糖醇具有吸湿性，故用于制作一些较柔的点心时，木糖醇可比蔗糖保持更长时间的柔软性，如制作蛋糕、面包等。
4.木糖醇的清凉感 木糖醇比蔗糖的溶解热几乎大10倍，即木糖醇溶解时，吸收大量的热，使介质产生低温。所以当各种可口的食品加入木糖醇后，吃起来会感到清凉，可以增强薄荷，留兰香等食品的风味。
5.木糖醇加热时不产生“美拉德”褐变反应 蔗糖在食品加工受热时，会和氨基酸产生美拉德反应，而木糖醇在结构上没有醛基或酮基，加热不产生美拉德褐变反应，可以制成不同风味的焙烤食品。
6.糖类代谢的中间体 木糖醇作为糖类代谢的中间体，不需要胰岛素的促进，故可以作为糖尿病人甜味品及治疗剂。
7.木糖醇能改善肝功能 对乙型迁延型肝炎，特别是对糖尿病人和肝炎并发症人，具有良好的疗效。
8.有抗酮体功能 糖代谢异常时，脂肪不能完全氧化，血液中的酮体积累，引起酸和中枢神经系统中毒，致使昏迷、死亡。临床实验证明，木糖醇对消酮作用效果显著。
9.能够预防中耳炎
10.预防老年型便秘 口服木糖醇以后，其被肠壁吸收速度比其它糖类缓慢的多，因此被服者，特别一次服较多的，会产生轻度的腹泻。利用这个特性，木糖醇可作为缓泻药物使用。
11.调节肠道功能
【制备方法】
1.提取 多为从一些植物杆茎或果皮中提取木糖,然后由木糖来制取木糖醇。
2.化学合成 其基本原理为多缩戊糖经酸水解可得D-木糖,D-木糖在镍催化的作用下加氢制得木糖醇,此法工艺流程长,对设备要求高,生产不安全。目前研究较新的是将甘蔗渣或玉米芯酸水解后得到的木糖水解液,将电解液电解还原得到木糖醇制品。木糖转化率可达95.0%以上。 在稀酸催化剂的作用下,植物纤维原料(如稻草、玉米芯等)中的木聚糖经水解可制得木糖,木糖在一定压力下,以镍为触媒,加氢制得木糖醇。传统的生产技术路线为:
图1为生产技术路线
主要反应式为:
图2为反应式
3.生物合成 生物法的基本原理为农业废弃物如稻草、蔗渣、玉米芯等所含的多缩戊糖经稀酸水解后得主产物是木糖的水解液,然后利用微生物发酵水解中的木糖可得木糖醇。 目前以葡萄糖为原料发酵生产木糖醇成为研究热点,因为葡萄糖来源广泛,价格较低,但在自然界中尚未发1现可以直接发酵葡萄糖产生木糖醇的微生物,混合发酵法是解决这个问题的方法之一。将催化由葡萄糖起始生产木糖醇的途径整合到一株菌中,利用这种工程菌可以直接发酵葡萄糖生产木糖醇,这样既可以减少反应步骤,简化工艺,又可以利用价廉易得的葡萄糖作底物。
【应用】
1.在食品工业中的应用 由于木糖醇在体内的代谢与胰岛素无关,故应用于糖尿病患者食品的生产。木糖醇在口中有清凉感,同时在口中不被细菌发酵生成乳酸,对微生物是不良的培养基,所以不龋齿,可用于制作口香糖。木糖醇做为食糖代用品具有独特的优点,木糖醇在食品加工时不会因加热而发生“美拉德”褐变反应,这因为木糖醇与糖类不同,没有醛基,不会和氨基酸发生反应使食品色泽加深。木糖醇不受酵母菌和细菌的作用、不霉变,可延长食品的保存期。所以木糖醇广泛应用在口香糖、巧克力、饮料、糖果等制品中。
（1）在口香糖中的应用 木糖醇的甜度与蔗糖一样,又能防止龋齿,现在流行世界的无糖口香糖就是用木糖醇等糖醇类替代蔗糖生产。
（2）在巧克力制品中的应用 木糖醇可以替代巧克力制品中的蔗糖,原料木糖醇必须是经过精磨的粉末料,这种用木糖醇代替蔗糖的巧克力适合糖尿病患者食用。
（3）在饮料制品中的应用 以木糖醇、麦芽糖醇、砂糖和果糖等作为复合甜味剂制得的维生素饮料中,木糖醇主要改善饮料的甜味及赋予其清凉感,麦芽糖给予饮料以质体感,在饮料制品中木糖醇的使用控制了热量值,同时稳定了维生素的功效。
（4）在食用软糖中的应用 以甜蜜素、木糖醇作为甜味剂取代蔗糖生产膳食纤维软糖,膳食纤维软糖以壳聚糖、魔芋精粉作为膳食纤维原料,以甜蜜素、木糖醇作为甜味剂,采用一定工艺研制而成。它具有良好的风味且色泽自然、块形完整、体态饱满、质地细腻、甜酸适口。
2.在医药工业中的应用 木糖醇能降低转氨酶,是治疗糖尿病和护肝的良好药物。有补充热量,改善糖代谢,不增加糖负荷、消除酮血症作用。木糖醇在人体的代谢中不但不经过胰岛素,而且还能促进胰岛素的分泌,所以木糖醇是糖尿病人良好的营养剂和辅助治疗剂。它能增加糖尿病患者的体力,减轻饥饿感及多饮、多食、多尿等症状,减少胰岛素及其它降糖药物的用量。同时也有抑制口腔细菌,防止牙酸蚀的作用,在医药工业中用于制造各种药物。另外它能能增加肝中的肝糖元,降低转氨酶,改善肝功能,起到护肝保肝作用。木糖醇有较强的抗酮体作用,静脉注射木糖醇对抢救酮体病人有较好的疗效,并且是这些病人的热量补给剂。木糖醇能仰制人体脂肪的生长,所以长期服用木糖醇能起到减肥的效果。在外科手术的麻醉剂中加入木糖醇可起到葡萄糖不能起的作用。木糖醇在医药领域还有其他很多的应用价值有待于进一步研究。
3.在化学工业中的应用 木糖醇可用于生产有抑菌性质的表面活性剂;在合成树脂工业中,用于生产多种醇酸树脂;在皮革鞣制行业,木糖醇与苯酚、甲醛、磷酸等反应制得无色皮革鞣剂,具有良好的水溶性及鞣性,且存放稳定,不会氧化发暗,用于鞣制白色皮革。木糖醇可替代甘油,应用于造纸、日用化工产品及国防工业中经硝化可制爆炸物质;与合成脂肪酸作用可制得不易挥发的增塑剂;木糖醇本身还具有乳化、分散、消泡等作用;它比六元醇的耐热性和抗腐蚀性能优异,是应用前景较佳的重要乳化剂。随着木糖醇在工业应用领域的扩大和生产的发展,木糖醇需求量将有较大的增长。
（1）在塑料工业中的应用 木糖醇与5～ 9个碳的脂肪酸经过酯化可制得耐热的增塑剂,产品中三酯含量高,相溶性好,可用于鞋底、农用薄膜、人造革和电缆料等。聚醚树酯是一种新型的高分子聚合物,它是泡沫塑料、橡胶、粘合剂等的主要原料,木糖醇可做为起始剂制聚醚,是进一步合成硬质泡沫塑料的基本原料。木糖醇做为聚氯乙烯电缆线的添加剂,可提高绝缘性能。
（2）在油漆涂料工业中的应用 醇酸树脂是性能良好、用途广泛、价格便宜、合成油漆的重要原料。但制备这种原料要耗费大量甘油和食用油,利用木糖醇具有五个羟基的特点,做为代用品可节约大量甘油和食用油。木糖醇和塔尔油可制得较好的深色油漆。
（3）在表面活性剂中的应用 表面活性剂是一种新兴工业,用量较大,是化工、石油、轻工、食品、医药、纺织等部门的重要化学助剂。它对促进反应、改善性能、提高质量有重要作用。多元醇类非离子表面活性剂中的山梨醇脂肪酸酯,主要合成原料是山梨醇。木糖醇和山梨醇都是多元醇,物化性质极其相似。所以木糖醇同样可以和山梨醇一样生成上述物质,与山梨醇的化合物性质一样,也是非离子表面活性剂。
4.在牙膏中的应用 目前木糖醇应用在口香糖中比较多,且技术相对比较成熟。通过咀嚼口香糖,可以有效预防龋齿。近几年来,木糖醇开始应用于牙膏当中。在牙膏中的应用有以下几种方式:
①单独使用木糖醇,由于木糖醇具有很多和甘油、山梨醇相近的特点,作为润湿剂可以和牙膏中的其他原料很好地混匀在一起,起到良好的防龋效果。
②木糖醇和氟化物混合使用,木糖醇和氟化物均有预防龋齿的功能,但是两者的作用机理又不相同,混合使用,可以更好地预防龋齿的发生。
③木糖醇和中草药混合使用,中草药一般具有独特的功能,能起到镇痛、消炎、止血、保护牙龈等功能;木糖醇与之混合在牙膏中使用,一方面能起到预防龋齿的效果之外;另一方面又能起到保护牙龈等功能,更有助于口腔和牙齿的健康。
5.在皮革工业中应用 木糖醇与酚、甲醛用正磷酸和硼酸催化，得到粘稠透明的液体，这是很好的皮革鞣剂，其溶解性和鞣性都很好。木糖醇和脂肪酸生成的酯做为皮革的加脂剂，可节约篦麻油和食用油，并且加脂完全，加脂后皮革柔软。
6.在蓄电池工业中的应用 木糖醇(液体木糖醇)在蓄电池工业用于阴极板浸渍液已有很长的历史，是极板抗氧化剂中既经济又可靠，性能较好的浸渍液之一。液体木糖醇用于蓄电池的阴极板浸渍液防氧化作用，用量与甘油相同，浸渍后易干燥，涂膜均匀，抗氧化性能好，电化性能好，并有成本低，操作方便，无毒无害，经济效益高等优点。
7.在其他工业中的应用 木糖醇也是多元醇，具有和甘油相似的性质，并有吸湿性，可代甘油生产牙膏，制得防龋齿的特效牙膏，目前这种牙膏已面市，深受欢迎；木糖醇作为烟草的调香和保湿剂，作为香精的稀释剂，以减少香精的挥发，起着定香的作用；在造纸工业中做塑化剂生产铜板纸、羊皮纸、玻璃纸等；做橡胶管及橡胶电缆生产的热载体；木糖醇作为其他有机合成的原料；木糖醇制低温防冻液；木糖醇脱水后也是三个羟基，和甘油一样，经硝化可生成硝基可爆物质。
【主要参考资料】
[1]张凤清,张丽君,周长民.木糖醇的特性及应用[J].当代化工,2008(01):92-95.
[2]任鸿均.木糖醇的生产新技术及其应用[J].化工科技市场,2005(02):1-6.
[3]王关斌,王成福.功能性甜味剂——木糖醇[J].中国食物与营养,2005(10):27-28.
[4]冯永强,王江星.木糖醇的特性及在食品中的应用[J].食品科学,2004(11):379-381.
[5]刘春,房桂干,施英乔,邓拥军,殷艳飞.木糖醇的生产技术及应用研究进展[J].林产化学与工业,2010,30(06):113-118.