【概述】

木糖醇又稱(chēng)為戊五醇,是一種多元醇,木糖醇有一定的吸濕性,味甜,甜度相當(dāng)于蔗糖,發(fā)熱量相當(dāng)于葡萄糖。木糖醇是綜合利用農(nóng)業(yè)廢棄物、采用高新技術(shù)生產(chǎn)的、具有很高實(shí)用價(jià)值的化工產(chǎn)品。木糖醇廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域,可制取表面活性劑、乳化劑、破乳劑、醇酸樹(shù)脂及涂料,可代替甘油應(yīng)用于造紙、日用品及國(guó)防工業(yè),又是醫(yī)藥工業(yè)制造各種藥物的原料。

【理化性質(zhì)】

木糖醇是白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，味甜，甜度相當(dāng)于蔗糖，極易溶于水(約160g/100ml)，微溶于乙醇和甲醇，熔點(diǎn)92～96℃，沸點(diǎn)216℃，熱值16.72kJ/g(與蔗糖相同)。溶于水是吸熱，故以固體形式食用時(shí)在口中會(huì)產(chǎn)生愉快的清涼感，10%水溶液pH值5.0～7.0。

【功效與作用】

1.木糖醇具有防齲齒特性 木糖醇的防齲齒效果達(dá)到90%，是防齲齒的的甜味劑。

2.木糖醇不被酵母菌發(fā)酵，是微生物的不良培養(yǎng)基 由于木糖醇具有這一特性，故所制食品能延長(zhǎng)其保存期。例如消費(fèi)者希望某些果醬少加糖，但加糖少的果醬容易在儲(chǔ)存期，特別是在開(kāi)罐后敗壞，如果用木糖醇代替蔗糖制取果醬，就可以不添加人工防腐劑而保存較長(zhǎng)的時(shí)間。

3.木糖醇具有吸濕性 由于木糖醇具有吸濕性，故用于制作一些較柔的點(diǎn)心時(shí)，木糖醇可比蔗糖保持更長(zhǎng)時(shí)間的柔軟性，如制作蛋糕、面包等。

4.木糖醇的清涼感 木糖醇比蔗糖的溶解熱幾乎大10倍，即木糖醇溶解時(shí)，吸收大量的熱，使介質(zhì)產(chǎn)生低溫。所以當(dāng)各種可口的食品加入木糖醇后，吃起來(lái)會(huì)感到清涼，可以增強(qiáng)薄荷，留蘭香等食品的風(fēng)味。

5.木糖醇加熱時(shí)不產(chǎn)生“美拉德”褐變反應(yīng) 蔗糖在食品加工受熱時(shí)，會(huì)和氨基酸產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，而木糖醇在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有醛基或酮基，加熱不產(chǎn)生美拉德褐變反應(yīng)，可以制成不同風(fēng)味的焙烤食品。

6.糖類(lèi)代謝的中間體 木糖醇作為糖類(lèi)代謝的中間體，不需要胰島素的促進(jìn)，故可以作為糖尿病人甜味品及治療劑。

7.木糖醇能改善肝功能 對(duì)乙型遷延型肝炎，特別是對(duì)糖尿病人和肝炎并發(fā)癥人，具有良好的療效。

8.有抗酮體功能 糖代謝異常時(shí)，脂肪不能完全氧化，血液中的酮體積累，引起酸和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒，致使昏迷、死亡。臨床實(shí)驗(yàn)證明，木糖醇對(duì)消酮作用效果顯著。

9.能夠預(yù)防中耳炎

10.預(yù)防老年型便秘 口服木糖醇以后，其被腸壁吸收速度比其它糖類(lèi)緩慢的多，因此被服者，特別一次服較多的，會(huì)產(chǎn)生輕度的腹瀉。利用這個(gè)特性，木糖醇可作為緩瀉藥物使用。

11.調(diào)節(jié)腸道功能

【制備方法】

1.提取 多為從一些植物桿莖或果皮中提取木糖,然后由木糖來(lái)制取木糖醇。

2.化學(xué)合成 其基本原理為多縮戊糖經(jīng)酸水解可得D-木糖,D-木糖在鎳催化的作用下加氫制得木糖醇,此法工藝流程長(zhǎng),對(duì)設(shè)備要求高,生產(chǎn)不安全。目前研究較新的是將甘蔗渣或玉米芯酸水解后得到的木糖水解液,將電解液電解還原得到木糖醇制品。木糖轉(zhuǎn)化率可達(dá)95.0%以上。 在稀酸催化劑的作用下,植物纖維原料(如稻草、玉米芯等)中的木聚糖經(jīng)水解可制得木糖,木糖在一定壓力下,以鎳為觸媒,加氫制得木糖醇。傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)為:

圖1為生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)

主要反應(yīng)式為:

圖2為反應(yīng)式

3.生物合成 生物法的基本原理為農(nóng)業(yè)廢棄物如稻草、蔗渣、玉米芯等所含的多縮戊糖經(jīng)稀酸水解后得主產(chǎn)物是木糖的水解液,然后利用微生物發(fā)酵水解中的木糖可得木糖醇。 目前以葡萄糖為原料發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇成為研究熱點(diǎn),因?yàn)槠咸烟莵?lái)源廣泛,價(jià)格較低,但在自然界中尚未發(fā)1現(xiàn)可以直接發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生木糖醇的微生物,混合發(fā)酵法是解決這個(gè)問(wèn)題的方法之一。將催化由葡萄糖起始生產(chǎn)木糖醇的途徑整合到一株菌中,利用這種工程菌可以直接發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)木糖醇,這樣既可以減少反應(yīng)步驟,簡(jiǎn)化工藝,又可以利用價(jià)廉易得的葡萄糖作底物。

【應(yīng)用】　

1.在食品工業(yè)中的應(yīng)用 由于木糖醇在體內(nèi)的代謝與胰島素?zé)o關(guān),故應(yīng)用于糖尿病患者食品的生產(chǎn)。木糖醇在口中有清涼感,同時(shí)在口中不被細(xì)菌發(fā)酵生成乳酸,對(duì)微生物是不良的培養(yǎng)基,所以不齲齒,可用于制作口香糖。木糖醇做為食糖代用品具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),木糖醇在食品加工時(shí)不會(huì)因加熱而發(fā)生“美拉德”褐變反應(yīng),這因?yàn)槟咎谴寂c糖類(lèi)不同,沒(méi)有醛基,不會(huì)和氨基酸發(fā)生反應(yīng)使食品色澤加深。木糖醇不受酵母菌和細(xì)菌的作用、不霉變,可延長(zhǎng)食品的保存期。所以木糖醇廣泛應(yīng)用在口香糖、巧克力、飲料、糖果等制品中。

（1）在口香糖中的應(yīng)用 木糖醇的甜度與蔗糖一樣,又能防止齲齒,現(xiàn)在流行世界的無(wú)糖口香糖就是用木糖醇等糖醇類(lèi)替代蔗糖生產(chǎn)。

（2）在巧克力制品中的應(yīng)用 木糖醇可以替代巧克力制品中的蔗糖,原料木糖醇必須是經(jīng)過(guò)精磨的粉末料,這種用木糖醇代替蔗糖的巧克力適合糖尿病患者食用。

（3）在飲料制品中的應(yīng)用 以木糖醇、麥芽糖醇、砂糖和果糖等作為復(fù)合甜味劑制得的維生素飲料中,木糖醇主要改善飲料的甜味及賦予其清涼感,麥芽糖給予飲料以質(zhì)體感,在飲料制品中木糖醇的使用控制了熱量值,同時(shí)穩(wěn)定了維生素的功效。

（4）在食用軟糖中的應(yīng)用 以甜蜜素、木糖醇作為甜味劑取代蔗糖生產(chǎn)膳食纖維軟糖,膳食纖維軟糖以殼聚糖、魔芋精粉作為膳食纖維原料,以甜蜜素、木糖醇作為甜味劑,采用一定工藝研制而成。它具有良好的風(fēng)味且色澤自然、塊形完整、體態(tài)飽滿(mǎn)、質(zhì)地細(xì)膩、甜酸適口。

2.在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用 木糖醇能降低轉(zhuǎn)氨酶,是治療糖尿病和護(hù)肝的良好藥物。有補(bǔ)充熱量,改善糖代謝,不增加糖負(fù)荷、消除酮血癥作用。木糖醇在人體的代謝中不但不經(jīng)過(guò)胰島素,而且還能促進(jìn)胰島素的分泌,所以木糖醇是糖尿病人良好的營(yíng)養(yǎng)劑和輔助治療劑。它能增加糖尿病患者的體力,減輕饑餓感及多飲、多食、多尿等癥狀,減少胰島素及其它降糖藥物的用量。同時(shí)也有抑制口腔細(xì)菌,防止牙酸蝕的作用,在醫(yī)藥工業(yè)中用于制造各種藥物。另外它能能增加肝中的肝糖元,降低轉(zhuǎn)氨酶,改善肝功能,起到護(hù)肝保肝作用。木糖醇有較強(qiáng)的抗酮體作用,靜脈注射木糖醇對(duì)搶救酮體病人有較好的療效,并且是這些病人的熱量補(bǔ)給劑。木糖醇能仰制人體脂肪的生長(zhǎng),所以長(zhǎng)期服用木糖醇能起到減肥的效果。在外科手術(shù)的麻醉劑中加入木糖醇可起到葡萄糖不能起的作用。木糖醇在醫(yī)藥領(lǐng)域還有其他很多的應(yīng)用價(jià)值有待于進(jìn)一步研究。

3.在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用 木糖醇可用于生產(chǎn)有抑菌性質(zhì)的表面活性劑;在合成樹(shù)脂工業(yè)中,用于生產(chǎn)多種醇酸樹(shù)脂;在皮革鞣制行業(yè),木糖醇與苯酚、甲醛、磷酸等反應(yīng)制得無(wú)色皮革鞣劑,具有良好的水溶性及鞣性,且存放穩(wěn)定,不會(huì)氧化發(fā)暗,用于鞣制白色皮革。木糖醇可替代甘油,應(yīng)用于造紙、日用化工產(chǎn)品及國(guó)防工業(yè)中經(jīng)硝化可制爆炸物質(zhì);與合成脂肪酸作用可制得不易揮發(fā)的增塑劑;木糖醇本身還具有乳化、分散、消泡等作用;它比六元醇的耐熱性和抗腐蝕性能優(yōu)異,是應(yīng)用前景較佳的重要乳化劑。隨著木糖醇在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和生產(chǎn)的發(fā)展,木糖醇需求量將有較大的增長(zhǎng)。

（1）在塑料工業(yè)中的應(yīng)用 木糖醇與5～ 9個(gè)碳的脂肪酸經(jīng)過(guò)酯化可制得耐熱的增塑劑,產(chǎn)品中三酯含量高,相溶性好,可用于鞋底、農(nóng)用薄膜、人造革和電纜料等。聚醚樹(shù)酯是一種新型的高分子聚合物,它是泡沫塑料、橡膠、粘合劑等的主要原料,木糖醇可做為起始劑制聚醚,是進(jìn)一步合成硬質(zhì)泡沫塑料的基本原料。木糖醇做為聚氯乙烯電纜線(xiàn)的添加劑,可提高絕緣性能。

（2）在油漆涂料工業(yè)中的應(yīng)用 醇酸樹(shù)脂是性能良好、用途廣泛、價(jià)格便宜、合成油漆的重要原料。但制備這種原料要耗費(fèi)大量甘油和食用油,利用木糖醇具有五個(gè)羥基的特點(diǎn),做為代用品可節(jié)約大量甘油和食用油。木糖醇和塔爾油可制得較好的深色油漆。

（3）在表面活性劑中的應(yīng)用 表面活性劑是一種新興工業(yè),用量較大,是化工、石油、輕工、食品、醫(yī)藥、紡織等部門(mén)的重要化學(xué)助劑。它對(duì)促進(jìn)反應(yīng)、改善性能、提高質(zhì)量有重要作用。多元醇類(lèi)非離子表面活性劑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,物化性質(zhì)極其相似。所以木糖醇同樣可以和山梨醇一樣生成上述物質(zhì),與山梨醇的化合物性質(zhì)一樣,也是非離子表面活性劑。

4.在牙膏中的應(yīng)用 目前木糖醇應(yīng)用在口香糖中比較多,且技術(shù)相對(duì)比較成熟。通過(guò)咀嚼口香糖,可以有效預(yù)防齲齒。近幾年來(lái),木糖醇開(kāi)始應(yīng)用于牙膏當(dāng)中。在牙膏中的應(yīng)用有以下幾種方式:

①單獨(dú)使用木糖醇,由于木糖醇具有很多和甘油、山梨醇相近的特點(diǎn),作為潤(rùn)濕劑可以和牙膏中的其他原料很好地混勻在一起,起到良好的防齲效果。

②木糖醇和氟化物混合使用,木糖醇和氟化物均有預(yù)防齲齒的功能,但是兩者的作用機(jī)理又不相同,混合使用,可以更好地預(yù)防齲齒的發(fā)生。

③木糖醇和中草藥混合使用,中草藥一般具有獨(dú)特的功能,能起到鎮(zhèn)痛、消炎、止血、保護(hù)牙齦等功能;木糖醇與之混合在牙膏中使用,一方面能起到預(yù)防齲齒的效果之外;另一方面又能起到保護(hù)牙齦等功能,更有助于口腔和牙齒的健康。

5.在皮革工業(yè)中應(yīng)用 木糖醇與酚、甲醛用正磷酸和硼酸催化，得到粘稠透明的液體，這是很好的皮革鞣劑，其溶解性和鞣性都很好。木糖醇和脂肪酸生成的酯做為皮革的加脂劑，可節(jié)約篦麻油和食用油，并且加脂完全，加脂后皮革柔軟。

6.在蓄電池工業(yè)中的應(yīng)用 木糖醇(液體木糖醇)在蓄電池工業(yè)用于陰極板浸漬液已有很長(zhǎng)的歷史，是極板抗氧化劑中既經(jīng)濟(jì)又可靠，性能較好的浸漬液之一。液體木糖醇用于蓄電池的陰極板浸漬液防氧化作用，用量與甘油相同，浸漬后易干燥，涂膜均勻，抗氧化性能好，電化性能好，并有成本低，操作方便，無(wú)毒無(wú)害，經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。

7.在其他工業(yè)中的應(yīng)用 木糖醇也是多元醇，具有和甘油相似的性質(zhì)，并有吸濕性，可代甘油生產(chǎn)牙膏，制得防齲齒的特效牙膏，目前這種牙膏已面市，深受歡迎；木糖醇作為煙草的調(diào)香和保濕劑，作為香精的稀釋劑，以減少香精的揮發(fā)，起著定香的作用；在造紙工業(yè)中做塑化劑生產(chǎn)銅板紙、羊皮紙、玻璃紙等；做橡膠管及橡膠電纜生產(chǎn)的熱載體；木糖醇作為其他有機(jī)合成的原料；木糖醇制低溫防凍液；木糖醇脫水后也是三個(gè)羥基，和甘油一樣，經(jīng)硝化可生成硝基可爆物質(zhì)。

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