功能性食品

木糖醇的研究及其保健功能

摘要：木糖醇是一种新型的食品甜味剂，它具有独特的生理功能和化学性质，对健康有调节和促进作用。本文介绍了木糖醇的由来及其两种主要的合成方法：微生物法和化学法，并阐述了其在食品、医药等行业中的应用，此外，它还在化工、国防、塑料、涂料、皮革、化妆品等领域中扮演着积极的角色，最后论述了其市场前景。

关键词：木糖醇； 甜味剂； 抑菌作用； 防龋齿

Xylitol research and its health care function

Abstract: Xylitol is a new type of food sweetener, it has unique physiology function and chemical properties, the health adjusting and promoting.This paper introduces the origin of xylitol and its two main kinds of synthetic methods:microorganism method and chemical method, and expounds the food in the application of medicine industry, etc, in addition, it still in the chemical defense plastic coating leather in the field of cosmetics and so played an active role, and finally discusses its market prospect.

Key words: xylitol; sweetener; bacteriostasis; caries prevention

1 木糖醇的由来及合成

在1970年之前，木糖醇主要作为一种甜味剂供糖尿病患者使用。用于防治龋齿是从20世纪70年代开始的，第一个木糖醇口香糖于1975年诞生在芬兰，几个月后美国开始以富含半纤维素的木材和农副产品为原料生产木糖醇[1]。近年来，国内外科学工作者们对木糖醇的生产合成工艺进行了坚持不懈的研究与开发，并不断地取得突破性的进展。工业上合成木糖醇的方法有多种途径，如微生物法，其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要产物是木糖的水解液, 然后利用微生物发酵水解液中的木糖可得木糖醇。又如化学合成法，其基本原理为多缩戊糖(如木聚糖) 经酸(如HCl 、H 2SO 4) 水解可得D-木糖，D-木糖在镍催化剂的作用下

加氢制得木糖醇。木糖醇也可以用D-木糖为原料有机合成, 还可利用D-木糖、D 葡萄糖或者其他的原料经细菌发酵而得到，但这两种制取方式在经济上不可行[2]。目前，芬兰、瑞士等国家采用原料处理、水解及水解产物浸渍的连续生产工艺，效率高，产品纯度高且成本低。

2 木糖醇的特点[3]

木糖醇是一种最常见的多元糖醇，属于填充型甜味剂，是一种无味的白色结晶或结晶体粉末状物质，无臭，具有清凉的甜味，它是人体葡萄糖代谢过程中的正常中间产物，成年人每天正常代谢可产生木糖醇5～15g ，在水果蔬菜中也有少量存在。 3 木糖醇在食品加工中的应用[4],[5]

木糖醇的热量低，甜度与蔗糖相似，不需要胰岛素参与便可在人体肠道中消化吸收，所以，它可作为甜味剂添加到功能保健食品中，作为肥胖人群和糖尿病人群的疗效食品。木糖醇被广泛地应用于糖果、饮料、口香糖、乳制品和烘焙食品等

3.1 在糖果中的应用

用木糖醇作为填充型甜味剂代替蔗糖生产糖果，无需另外添加阿斯巴甜和糖精类强力甜味剂，制造过程中不会产生沸腾现象，且重结晶所需的空间、设备、时间和能量少；制成的糖果比其他“非蔗糖”糖果的口感好，甜味纯正、清爽冰凉、无不良后味；木糖醇贮存性能良好，即使暴露在大气中也不会吸水潮湿，延长了产品货架寿命

[7]。

3.2 在巧克力制品中的应用

用木糖醇制造的巧克力可适合糖尿病患者食用，与果糖、山梨醇或甘露醇一样，木糖醇可以代替巧克力制品中的蔗糖。但木糖醇必须是经过精磨的粉末料，在生产过程中要调节好空气的相对湿度[6]。

3.3 在酸奶中的应用

木糖醇制成的无糖酸奶，不仅具有奶的营养价值，还具有免疫力等保健功能，越来越成为中老年人及儿童喜爱的乳制品。由于有减肥作用，还倍受女士青睐。若添加果酱、果块、天然色素和香精制成不同口味的酸奶，可满足不同消费者对营养和保健功能型酸奶的需求。

3.4 在饮料中的应用

木糖醇可以和其他糖醇、果糖复合配制，也可以单独使用于无糖茶饮料、果汁饮料和保健饮料中，木糖醇可以控制热量值，稳定和保护营养成分不受破坏，改善饮料后味、质体和清凉感受。

3.5 在焙烤食品中的应用

无糖焙烤甜味剂木糖醇的添加，不仅改善产品的口味，而且可提高产品的综合品质。其热量值比蔗糖小，属于低热量原料；木糖醇的热稳定性好，不与可溶性氨基化合物发生美拉德褐变反应，以其为原料制成的奶油类焙烤制品色泽更洁白。

4 木糖醇在医药行业中的应用

木糖醇具有较高的药用价值。早在1962年，它就已作为注射液治疗剂用于医药行业之中, 木糖醇注射液具有补充热量和体液，改善糖代谢，消除酮血症的作用，因而是糖尿病患者的营养和安全用药。此外, 实验证明木糖醇不能被大多数口腔微生物发酵, 牙齿和木糖醇接触不会引起牙斑pH 下降, 能有效地抑制牙垢膜的形成，降低牙龈炎和龋齿的发生率，因此国际上许多生产商将其用于洗牙粉, 漱口水之中。木糖醇还可添加到眼药水中，能有效地降低眼压，治疗高眼压症；由于木糖醇能明显降低转氨酶, 又是护肝的理想良药，它还可以作为甜味剂加入止咳糖浆、滋补剂和润喉片中[9]。

4.1 木糖醇口香糖防龋效果明显

经常咀嚼含木糖醇的口香糖对口腔健康十分有益, 世界卫生组织(WHO)和芬兰著名学府土尔库大学的临床实验和研究成果证明木糖醇预防龋齿效果显著，这是由于木糖醇对口腔中有害菌群具有高效抑制作用，能有效抑制菌斑形成，而且不扰乱口腔菌群的生态平衡，从而防止龋齿和口臭，这一功效已得到了包括芬兰、荷兰和瑞士等的国家牙防组织的一致认可。咀嚼木糖醇口香糖还可以有效刺激唾液流速增加，促进牙釉质再矿化，长期于餐后咀嚼含木糖醇或山梨醇的无糖口香糖可以降低龋齿的发病率

[10]。

4.2 改善糖尿病症状

木糖醇在代谢过程中，不需胰岛素参与作用，能快速进入细胞，被完全利用, 不致影响血糖浓度。木糖醇能供给糖尿病人能量, 缓和病人脂肪与蛋白质的不正常分解现象, 防止酮体生成，预防病人发生酸血症及昏睡症。由于木糖醇的特殊生化作用, 在医学界的应用正日趋广泛, 木糖醇注射液和口服液已在临床应用, 用于糖尿病患者能量补充用药、代谢异常的纠正用药或改善糖代谢，消除酮血症。

4.3 改善肠道功能，促进肠道益生菌群的生长

木糖醇能促进肠道中双歧杆菌、乳酸菌等益生菌的增殖，达到调节胃肠免疫功能的作用。据测算，每人每天服用木糖醇15g 左右，即可改善肠道的功能。

4.4 控制体重、抑制肥胖

木糖醇虽然和蔗糖有相同的甜度，但木糖醇热量低，食用不会使血液脂肪增加，能抑制甘油、脂肪酸的合成，长期服用木糖醇，能减少血液中游离脂肪，调整脂类代谢，使脂肪组织生成量减少，具有控制体重和抑制肥胖的作用，现在国外已推荐木糖醇用于治疗肥胖症病人。

4.5 治疗肺感染

木糖醇的此项功能是美国衣阿华州立大学2000 年发现的。木糖醇通过防止细菌进攻纤维囊肿, 为治疗肺部感染提供了一种新的方法。体外实验证实，木糖醇虽不是抗菌物质，但它能使患者呼吸道表面黏液层中盐度下降，有利于患者恢复预防肺部感染的能力。而且木糖醇不像其他的抗生素那样在杀死细菌的同时也为其提供了抗体, 从而增加了没被杀死的细菌的抗药性, 而木糖醇只是将有害细菌驱赶走而已。

4.6 抑菌作用研究

把木糖醇配成20%和35%的水溶液，按照2010年版《中国药典》二部附录XIXN 《抑菌剂效力检查法指导原则》用大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌、黑曲霉来进行实验。结果表明，20%的木糖醇溶液没有抑菌作用，35%的木糖醇溶液具有抑菌作用，所以，木糖醇可作甜味剂的同时也具有一定抑菌作用[11]。 5 木糖醇在其他方面也有较为广泛的应用。

木糖醇与5～9 碳脂肪酸酯化可制得耐热的增塑剂，用硫酸做催化剂，三酯含量高，相溶性好，可用于鞋底、农用薄膜、人造合成革和电缆料等。在油漆涂料工业中, 酚醛树脂经与松香甘油酯改性后，可得到硬度、干性、柔韧性较好的薄膜, 是用量最大的油漆之一, 用木糖醇代甘油可得到同样的效果。木糖醇以及木糖醇硬脂酸酯都可应用于表面活性剂, 对促进反应、改善性能、提高质量有重要作用[12]。

木糖醇还可以用于化妆品行业中，1993 年的一项法国技术专利阐述了多糖醇如木糖醇或多糖醇混合物能有效抑制皮肤致病菌的形成，并帮助恢复皮肤上有益菌群的平衡。在轻工业中, 木糖醇可代替甘油用于牙膏之中；在国防工业中，它可制成炸药和液体炸药的乳化剂；由此可见，木糖醇的用途多种多样，它在国民经济的各个领域中发挥着重要而积极的作用。

6 木糖醇的发展前景

由于木糖醇具有多方面的功能，木糖醇在国际市场上十分走俏，目前主要用作生产预防龋齿的食品添加剂，某些类型糖尿病患者的辅助治疗剂和营养补充剂, 以及其他生活保健用品。但总体来说，目前对木糖醇的开发仍处于初级阶段, 随着对木糖醇研究的深入, 其新的用途还有进一步开发的潜力。如木糖醇是细菌的天然敌人之一，可以将其作为添加剂用于各种抗菌食品，保健品中[13],[14]。

随着木糖醇产品应用领域的不断扩大，这就要求国内木糖醇生产企业积极改变现有的落后生产工艺和技术装备，借鉴国外同行的经验和教训，努力提高产品收率，降低生产成本，跟上国际市场的步伐，为国家创造更多的经济效益和社会效益。

总而言之，木糖醇工业是一个朝气蓬勃、充满潜力的行业，我们有理由相信木糖醇的明天会更美好。

参考文献：

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