木糖醇的应用及其生产工艺研究模板

木糖醇的应用及其生产工艺研究模板

木糖醇的应用及其生产工艺研究

摘要: 随着时代的发展, 木糖醇广泛的被应用在食品等领域。为了对木糖醇有更为深入的了解, 本文将从木糖醇的基本概况、生理功能、木糖醇的应用、木糖醇的生产工艺及其在中国的发展状况和前景对木糖醇进行初步研究。

关键词: 木糖醇、应用、生产工艺

1.木糖醇的基本概况

木糖醇的英文名称是Xylitol木糖醇的分子式为C5H12O5,是一种五碳糖醇。木糖醇分子量为152.15, 纯度>98.0%(T)木糖醇原产于芬兰, 是从白桦树、橡树、玉米芯、甘蔗渣等植物中提取出来的一种天然植物甜味剂。有助于牙齿的清洁度, 可是过食用过度

可能带来腹泻等副作用[ 1 ]。木糖醇的结构式为:

木糖醇的物化性质: 木糖醇是白色结晶或粉末, 味甜, 似绵白糖, 甜度是蔗糖的 1.05倍, 热量与葡萄糖相似, 吃在口中有清凉感, 这是因为它易溶于水, 并在溶解时会吸收一定热量。木糖醇微溶于酒精, 难溶于有机溶剂, 熔点92~95℃, 有吸湿性, 木糖醇是糖类在人体内正常代谢的中间体, 即使人们不吃糖, 在人体的血液里也含有0.03~0.06%的木糖醇 [ 2 ]。

天然物质木糖醇的含量, 如表1所示[3]

2.木糖醇的生理功能

木糖醇是糖类代谢的正常中间体, 它在没有胰岛素时, 也能透过细胞膜被组织吸收利用, 即使是在人体糖代谢发生障碍时, 木糖醇的代谢也十分完全。

木糖醇能减慢血浆中产生脂肪酸的速度, 但不会使血糖上升。

4.56%的木糖醇溶液和血液等渗, 当用木糖醇作静脉注射时, 血中乳酸、丙酮酸、葡萄糖含量下降, 并使胰岛素有轻微上升。肝脏中的肝糖会随之增加。故木糖醇既是糖尿病人的治疗剂和营养剂, 也是肝炎病人的保肝药物, 对于糖尿病和肝炎的并发症病人, 木糖醇是最理想的药物。木糖醇有较强的抗酮体作用, 比山梨酸更优越。以木糖醇静脉注射, 抢救酮体病人, 有较好的疗效。

木糖醇热稳定性好, 和氨基酸一起加热不产生化学反应, 能够和氨基酸配制种种制剂作为营养药物。木糖醇还能促进胃液的分泌, 促进胰脏和胆的活性, 促进肾上腺皮质激素等增加, 适用于老年人和体弱的人[4]。

3.木糖醇的应用:

结合木糖醇的生理功能, 使木糖醇在许多领域有着很多的应用, 下面将对其进行应用方面的介绍。

3.1.在食品领域的应用

因为木糖醇在体内的代谢, 和胰岛素没有关系, 因此木糖醇应用于糖尿病患者食品的生产。同时木糖醇在口中能够有清凉感, 而且在口中不被细菌发酵生成乳酸, 对微生物而言是不良的培养基, 因此不会产生龋齿, 故而可用于制作口香糖。木糖醇作为食糖的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, 这是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、不发生霉变, 能够延长食品的保存期限。因此木糖醇广泛应用在口香糖、巧克力、饮料、食用糖果等制品中以代替蔗糖、麦芽糖、果糖、砂糖等[5-6]。

3.2 在药学领域的应用

3.2.1 药剂的辅料木糖醇外观呈白色结晶粉末状, 甜度相当于蔗糖, 不霉变, 且对酸、热稳定, 存性能良好, 即使暴露在大气中也不会吸水受潮, 作为制剂的辅料常见于颗粒剂、丸剂、糖浆剂等剂型中。

3.2.2 木糖醇类表面活性剂多元醇类非离子表面活性剂中, 众所周知的有山梨醇脂肪酸酯, 也就是国际上通用的Span(司盘)和Tween(吐温)。木糖醇和山梨醇都是多元醇, 只是木糖醇比山梨醇

少一个碳和一个羟基, 物化性质极其相似。木糖醇类表面活性剂有两种[2 , 一种为木糖醇和硬脂酸在碱性介质中, 在200~210℃下, 酯化 2 h生成的木糖醇硬脂酸酯, 可用于双氧水脱色, 其性质和司盘60相似; 另一种为木糖醇油酸酯, 生产工艺与司盘一样, 是用途广泛的非离子表面活性剂。有学者对所合成药用非离子表面活性剂木糖醇酯进行了动物生理和药理试验, 并初步应用于临床。

3.3 在医学领域的应用

木糖醇能够作为优质的输液载体。木糖醇注射液可与多数注射液配伍, 因为木糖醇热稳定性好, 木糖醇注射液的pH范围比葡萄糖注射液的pH范围宽(4．5～7．0), 另外木糖醇没酮基和醛基, 其化学性质比葡萄糖稳定。木糖醇能与抗菌药、心脑血管用药、消化系统用药、抗肿瘤药、维生素类等其它药品制成输液。

除了作为优质的输液载体之外, 木糖醇还能够用作肠道外营养物、糖尿病的治疗、预防龋齿、肝病治疗以及预防呼吸道感染等方面起到一定的作用[7]。

3.4.在化学领域的应用

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[8]。

4.木糖醇的生产工艺及比较

当前针对木糖醇的生产工艺有很多种, 下面列举三个, 并对其

进行比较。

4.1.花生壳提取木糖醇工艺及参数

4.1.1工艺技术及路线

这种主要采用当前国际国内普遍采用的离子交换脱酸法, 在此基础上进行了一定的技术改进, 其主要的工艺路线为:

花生壳→预处理→水解→脱色→离子交换→第一次浓缩→离子交换→加氢→离子交换→二次浓缩→→结晶→离心分离→晶体成品。

4.1.2工艺流程

①预处理。将发霉、变质的花生壳筛选、分拣出来, 用水洗去沙土及污物, 破碎至1～22cm。先在100℃的温度下, 蒸煮60min, 把水排除, 再加入低浓度的稀盐酸于120℃蒸煮60～ 90min。

②水解。水解就是将花生壳中以多缩戊糖为主组成的纤维素, 在酸的催化作用下裂解并与水结合生产糖的过程。以花生壳用量的17%～20% 的一定浓度的盐酸在水解釜中采用常压水解的方法进行水解。水解温度为120℃, 水解时间为4h 左右。

③脱色。以粉状和颗粒状混合的活性炭做为脱色剂, 采用常压操作,