木糖

木糖的产业化及市场应用前景

2010-12-3 中国食品机械设备网作者：刘立存

一、木糖简介及相关技术指标

1、定义

木糖是一种戊糖，英文名称：xylose，相对分子质量为150.13，分子式为C5H10O5。D-木糖结构式如下：

2、生产原料

木糖是多缩戊糖的一个组分，在自然界迄今还未发现游离状态的木糖。天然D-木糖以多糖的形态存在于植物中，在农产品的废弃部分如玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣、稻壳以及其它禾秆、种子皮壳等中含量较多。木糖也存在于动物肝素、软骨素和糖蛋白中，它是某些糖蛋白中糖链与丝氨酸(或苏氨酸)的连接单位。

常用几种木糖原料中多缩戊糖的含量

原料名称玉米芯甘蔗渣棉子壳稻壳麦秸

多缩戊糖含量% 35—40 24—25 25—28 16—22 17—20

因玉米芯产量大，多缩戊糖含量最高,易存储,结构相对疏松,易于提取,因而大量被用于木糖生产。

3、物化特性

1)几种糖基本物理化学性质比较

产品木糖葡萄糖蔗糖

相对分子质量150.13 180.16 342.3

外观白色结晶白色结晶白色结晶

气味无臭无臭无臭

相对密度 1.525 1.544 1.587

熔点/℃145 146 183∼186

渗透压大中小

吸湿性小中小

溶解度/(g/100ml水)约100 90 200

比旋度/°18.5—19.5 52.5—53.0 66

2)糖甜度为蔗糖的72%，与葡萄糖甜度接近，风味亦与葡萄糖相似，能改善甜食的风味和口感，抑制异味。

3)不被人体消化吸收

木糖摄入后不被人体消化吸收，因而不会增加人体血糖值，是一种无热量的甜味剂，耐受性较好，过多食用不会导致腹胀和腹泻。亦不被口腔内微生物所利用，不会导致龋齿；具备膳食纤维的部分生理功能，可降低血清胆固醇和预防肠癌等。

4)良好的配伍性

木糖与食物的配伍性很好，可以根据需要，以任何比例添加在食品中。与氨基酸混合加热过程中容易产生美拉德反应，起到增香的效果。

5)保健功能性

木糖能活化人体肠道内的双歧杆菌并促其生长，双歧杆菌是有益菌，该菌越多越有益人体健康；食用木糖能改善人体的微生态环境，提高机体的免疫能力。

6)具有还原性

木糖是一种还原性糖类，在催化剂存在下能被氢化还原生成木糖醇，木糖被大量用作木糖醇的原料。通过化学反应来制取糖苷和羟基酸,可作为代甘油和食用有机酸。

4、木糖产品级别

由于应用领域的不同，下游客户对木糖的产品质量要求差别较大，其中用于加工生产木糖醇、抗氧化剂的木糖质量要求较低，在行业中被称为原料级木糖，而作为健康食品配料、风味改善剂，可直接食用的木糖对质量的要求较高，在行业中被称为食品级木糖。原料级木糖和食品级木糖在生产工艺、质量要求和市场应用中的差别如下表所示：食品级产品标准纯度高、透光率高、严格控制金属类和微生物指标。产品洁净度高、无肉眼可见异物。达到美国药典USP、日本JP6、英国药典BP、欧洲药典EP标准要求。包装标准内包装为气密性好、无毒的聚乙烯塑料袋，符合食品级要求。外包装为纸塑复合袋。确保产品不受污染。

原料级纯度低，透光率低，对金属类和微生物指标不进行控制，一般执行供需双方的协议标准。产品洁净度差、色深、常有肉眼可见异物。内包装为薄的塑料袋，外包装为塑料编织袋。密封性差，易污染物料。

生产工艺

玉米芯→水解→中和/两次脱色→离子交换→浓缩→离子交换→浓缩→结晶→离心→化糖→离子交换→膜集成装置→浓缩→结晶→离心→干燥→磁选→包装→金属检测→食品级木糖

玉米芯→水解→中和/两次脱色→离子交换→浓缩→离子交换→浓缩→结晶→离心→原料木糖

生产环境

1、生产条件须符合GMP要求；

2、生产用水为纯化水；

3、需要深度净化，常采用膜集成技术，可高效截留蛋白、胶体等大分子以及细菌和微小杂质；

4、需选用卫生级高抛光设备管线；

5、需进行高效剔除金属异物并能有效检测控制。无特殊要求

应用范围用于无热量甜味剂，以及荤菜肴制品添加剂、食品和油脂抗氧剂、肉制品加工增香着色、酱色原料、各种肉类香精原料、整肠剂、酸味调节剂、医药制品等。大部分用于木糖醇生产，部分用于抗氧化剂、糖苷类生产。

木糖各级别产品质量指标情况如下表：

项目\级别日本JP级美国USP级欧盟EP级国标优级品国标合格品行业原料级含量% 98.0∼101.0 98.0∼102.0 ——≥99.0 ≥98.5 >98.0干燥失重% ≤1.0 ≤0.1 ≤0.5 ≤0.3 ≤0.3 ≤0.5灼烧残渣% ≤0.05 ≤0.05 ≤0.1 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.1 比旋度——18.2°∼19.4°18.5°∼19.5°18.5°∼19.5°18.5°∼19.5°——重金属% ≤0.0010 ≤0.0010 ≤0.0002 ——————砷盐% ≤0.0004 ≤0.0001 ————————

氯化物% ————≤0.033 ≤0.005 ≤0.005 ——硫酸盐% ≤0.005 ————≤0.005 ≤0.005 ——铁% ——≤0.0005 ————————透光率% ——————≥98.0 ≥96.0 ≥95.0

二、木糖的应用领域

1、原料级木糖

1)作为木糖醇生产的原料

原料级木糖主要用于加氢生产木糖醇，因国际市场木糖醇需求逐年增长，国内生产的木糖也只是达到供需平衡的状况。

2)在轻工、化工行业用于糖苷类生产

木糖可制取糖苷代甘油。用食用原料合成安全性的代甘油产品，在食品行业中有较大用途。如木糖醇木糖苷、木糖醇双木糖苷、乙二醇木糖苷等。

2、食品级木糖

1)在食品、饮料中作为无热量甜味剂，适用于肥胖及糖尿病患者

木糖在体内的代谢作用不需由胰岛素促进，可直接进入细胞而被摄取，不影响血糖，主要在空肠段被动吸收，90%排出体外，不会导致腹泻，因而它是糖尿病患者优良的营养性甜味剂及治疗药物。.我国糖尿病患者超过三千万人,按此估算每年可消费木糖20万吨,这是一个相当可观的潜在市场。

2)在肉食加工及热加工粮食制品中作风味改良剂

在食品加工过程中,少量添加木糖,就能起到增香的效果。在日本早已广范应用于焙烤食品、饼干、米果、火腿、香肠、腊肉、水产品、人造肉等生产中、肉食品加工中，添加糖类。经加热后，肉制品的色泽、风味、香气得以改善，还可调节肉食的异味，在这方面木糖比葡萄糖或蔗糖要有更好的效果。

3)用来生产肉类香精原料。

国内外生产的肉类香精，主要是利用肉类酶解提取物为基料，然后配以氨基酸和糖，加热进行美拉德反应，能得到逼真的各种天然肉类香料，包括蛋黄味、海鲜味等。目前所用此类香料中以木糖作原料的所占比例最大

4)食品行业在高档产品和健康产品中用量不断增加。用来合成焦糖色素，作为食品饮料中的着色剂及高档酱油色

5)用来生产食品抗氧化剂

国外研究表明，木糖和氨基酸制取的MRP，能抑制脂类氧化，完成可以代替“BHA、BHT、TBHQ”等化学合成抗氧化剂，作为防止食品尤其是含油食品氧化变质，安全性更有保证，国外上市商品叫MRPs。

不同糖和不同氨基酸反应生成的MRP的抗氧化活性

原料谷氨酸半胱氨酸缬氨酸组氨酸赖氨酸精氨酸

果糖0 0.3 0.3 0.5 0.8 0.4

葡萄糖0.1 0.1 0.5 0.85 1.2 0.5

木糖0.2 0.15 0.3 0.8 3.8 5.5

由上表可知，不同的糖和不同的氨基酸发生美拉德反应，获得不同抗氧化活性的抗氧化剂。要获得较高抗氧化活性的美拉德反应产物，原料中糖类以木糖最优，氨基酸以精氨酸最佳。

6)用来生产食用有机酸三羟基戊二酸

三羟基戊二酸作为柠檬酸的代用品酸度调节剂，可用于各种食品加工，如罐头、果酱蜜饯、点心、果汁果酒、饮料、冷饮等。

三、市场发展情况及前景分析

1、国内外主要生产企业

我国生产木糖始于上世纪60年代末，经过几十年的发展到90年代，最多时曾达到60余家企业，总生产能力近3万吨/年。1998年以后，由于出口下降，价格下滑，许多企业纷纷停产、转产、甚至破产。近两年来，木糖市场出现复苏，但因国家对环保要求的提高，多个厂家进行限量生产或停产改造，目前，仅有十几家企业能正常生产，总生产能力超过原60家企业的总和，达到10万吨以上。国内主要生产企业有河北保硕集团、山东福田药业、浙江华康药业、山东龙力生物、河南豫鑫药业，还有七台河泓辰，内蒙古洪源，濮阳研光鹏程等。