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【概述】
木糖醇又稱為戊五醇,是一種多元醇,木糖醇有一定的吸濕性,味甜,甜度相當于蔗糖,發熱量相當于葡萄糖。木糖醇是綜合利用農業廢棄物、采用高新技術生產的、具有很高實用價值的化工產品。木糖醇廣泛應用于化工、醫藥、食品等領域,可制取表面活性劑、乳化劑、破乳劑、醇酸樹脂及涂料,可代替甘油應用于造紙、日用品及國防工業,又是醫藥工業制造各種藥物的原料。
【理化性質】
木糖醇是白色結晶或結晶性粉末，味甜，甜度相當于蔗糖，極易溶于水(約160g/100ml)，微溶于乙醇和甲醇，熔點92～96℃，沸點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在口中會產生愉快的清涼感，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到90%，是防齲齒的最好的甜味劑。
2.木糖醇不被酵母菌發酵，是微生物的不良培養基 由于木糖醇具有這一特性，故所制食品能延長其保存期。例如消費者希望某些果醬少加糖，但加糖少的果醬容易在儲存期，特別是在開罐后敗壞，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的時間。
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心時，木糖醇可比蔗糖保持更長時間的柔軟性，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，吸收大量的熱，使介質產生低溫。所以當各種可口的食品加入木糖醇后，吃起來會感到清涼，可以增強薄荷，留蘭香等食品的風味。
5.木糖醇加熱時不產生“美拉德”褐變反應 蔗糖在食品加工受熱時，會和氨基酸產生美拉德反應，而木糖醇在結構上沒有醛基或酮基，加熱不產生美拉德褐變反應，可以制成不同風味的焙烤食品。
6.糖類代謝的中間體 木糖醇作為糖類代謝的中間體，不需要胰島素的促進，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 對乙型遷延型肝炎，特別是對糖尿病人和肝炎并發癥人，具有良好的療效。
8.有抗酮體功能 糖代謝異常時，脂肪不能完全氧化，血液中的酮體積累，引起酸和中樞神經系統中毒，致使昏迷、死亡。臨床實驗證明，木糖醇對消酮作用效果顯著。
9.能夠預防中耳炎
10.預防老年型便秘 口服木糖醇以后，其被腸壁吸收速度比其它糖類緩慢的多，因此被服者，特別一次服較多的，會產生輕度的腹瀉。利用這個特性，木糖醇可作為緩瀉藥物使用。
11.調節腸道功能
【制備方法】
1.提取 多為從一些植物桿莖或果皮中提取木糖,然后由木糖來制取木糖醇。
2.化學合成 其基本原理為多縮戊糖經酸水解可得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,對設備要求高,生產不安全。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。木糖轉化率可達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。傳統的生產技術路線為:
圖1為生產技術路線
主要反應式為:
圖2為反應式
3.生物合成 生物法的基本原理為農業廢棄物如稻草、蔗渣、玉米芯等所含的多縮戊糖經稀酸水解后得主產物是木糖的水解液,然后利用微生物發酵水解中的木糖可得木糖醇。 目前以葡萄糖為原料發酵生產木糖醇成為研究熱點,因為葡萄糖來源廣泛,價格較低,但在自然界中尚未發1現可以直接發酵葡萄糖產生木糖醇的微生物,混合發酵法是解決這個問題的方法之一。將催化由葡萄糖起始生產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酵葡萄糖生產木糖醇,這樣既可以減少反應步驟,簡化工藝,又可以利用價廉易得的葡萄糖作底物。
【應用】
1.在食品工業中的應用 由于木糖醇在體內的代謝與胰島素無關,故應用于糖尿病患者食品的生產。木糖醇在口中有清涼感,同時在口中不被細菌發酵生成乳酸,對微生物是不良的培養基,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特的優點,木糖醇在食品加工時不會因加熱而發生“美拉德”褐變反應,這因為木糖醇與糖類不同,沒有醛基,不會和氨基酸發生反應使食品色澤加深。木糖醇不受酵母菌和細菌的作用、不霉變,可延長食品的保存期。所以木糖醇廣泛應用在口香糖、巧克力、飲料、糖果等制品中。
（1）在口香糖中的應用 木糖醇的甜度與蔗糖一樣,又能防止齲齒,現在流行世界的無糖口香糖就是用木糖醇等糖醇類替代蔗糖生產。
（2）在巧克力制品中的應用 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過精磨的粉末料,這種用木糖醇代替蔗糖的巧克力適合糖尿病患者食用。
（3）在飲料制品中的應用 以木糖醇、麥芽糖醇、砂糖和果糖等作為復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體感,在飲料制品中木糖醇的使用控制了熱量值,同時穩定了維生素的功效。
（4）在食用軟糖中的應用 以甜蜜素、木糖醇作為甜味劑取代蔗糖生產膳食纖維軟糖,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。它具有良好的風味且色澤自然、塊形完整、體態飽滿、質地細膩、甜酸適口。
2.在醫藥工業中的應用 木糖醇能降低轉氨酶,是治療糖尿病和護肝的良好藥物。有補充熱量,改善糖代謝,不增加糖負荷、消除酮血癥作用。木糖醇在人體的代謝中不但不經過胰島素,而且還能促進胰島素的分泌,所以木糖醇是糖尿病人良好的營養劑和輔助治療劑。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。同時也有抑制口腔細菌,防止牙酸蝕的作用,在醫藥工業中用于制造各種藥物。另外它能能增加肝中的肝糖元,降低轉氨酶,改善肝功能,起到護肝保肝作用。木糖醇有較強的抗酮體作用,靜脈注射木糖醇對搶救酮體病人有較好的療效,并且是這些病人的熱量補給劑。木糖醇能仰制人體脂肪的生長,所以長期服用木糖醇能起到減肥的效果。在外科手術的麻醉劑中加入木糖醇可起到葡萄糖不能起的作用。木糖醇在醫藥領域還有其他很多的應用價值有待于進一步研究。
3.在化學工業中的應用 木糖醇可用于生產有抑菌性質的表面活性劑;在合成樹脂工業中,用于生產多種醇酸樹脂;在皮革鞣制行業,木糖醇與苯酚、甲醛、磷酸等反應制得無色皮革鞣劑,具有良好的水溶性及鞣性,且存放穩定,不會氧化發暗,用于鞣制白色皮革。木糖醇可替代甘油,應用于造紙、日用化工產品及國防工業中經硝化可制爆炸物質;與合成脂肪酸作用可制得不易揮發的增塑劑;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異,是應用前景較佳的重要乳化劑。隨著木糖醇在工業應用領域的擴大和生產的發展,木糖醇需求量將有較大的增長。
（1）在塑料工業中的應用 木糖醇與5～ 9個碳的脂肪酸經過酯化可制得耐熱的增塑劑,產品中三酯含量高,相溶性好,可用于鞋底、農用薄膜、人造革和電纜料等。聚醚樹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,是進一步合成硬質泡沫塑料的基本原料。木糖醇做為聚氯乙烯電纜線的添加劑,可提高絕緣性能。
（2）在油漆涂料工業中的應用 醇酸樹脂是性能良好、用途廣泛、價格便宜、合成油漆的重要原料。但制備這種原料要耗費大量甘油和食用油,利用木糖醇具有五個羥基的特點,做為代用品可節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用 表面活性劑是一種新興工業,用量較大,是化工、石油、輕工、食品、醫藥、紡織等部門的重要化學助劑。它對促進反應、改善性能、提高質量有重要作用。多元醇類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,與山梨醇的化合物性質一樣,也是非離子表面活性劑。
4.在牙膏中的應用 目前木糖醇應用在口香糖中比較多,且技術相對比較成熟。通過咀嚼口香糖,可以有效預防齲齒。近幾年來,木糖醇開始應用于牙膏當中。在牙膏中的應用有以下幾種方式:
①單獨使用木糖醇,由于木糖醇具有很多和甘油、山梨醇相近的特點,作為潤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防齲齒的功能,但是兩者的作用機理又不相同,混合使用,可以更好地預防齲齒的發生。
③木糖醇和中草藥混合使用,中草藥一般具有獨特的功能,能起到鎮痛、消炎、止血、保護牙齦等功能;木糖醇與之混合在牙膏中使用,一方面能起到預防齲齒的效果之外;另一方面又能起到保護牙齦等功能,更有助于口腔和牙齒的健康。
5.在皮革工業中應用 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.在蓄電池工業中的應用 木糖醇(液體木糖醇)在蓄電池工業用于陰極板浸漬液已有很長的歷史，是極板抗氧化劑中既經濟又可靠，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，無毒無害，經濟效益高等優點。
7.在其他工業中的應用 木糖醇也是多元醇，具有和甘油相似的性質，并有吸濕性，可代甘油生產牙膏，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香和保濕劑，作為香精的稀釋劑，以減少香精的揮發，起著定香的作用；在造紙工業中做塑化劑生產銅板紙、羊皮紙、玻璃紙等；做橡膠管及橡膠電纜生產的熱載體；木糖醇作為其他有機合成的原料；木糖醇制低溫防凍液；木糖醇脫水后也是三個羥基，和甘油一樣，經硝化可生成硝基可爆物質。
【主要參考資料】
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