¿Para qué se usa xilitol?

Xilitol (C₅H₁₀O₅), también conocido como pentane-5-ol, es un cristal blanco O polvo cristalcon un sabor dulce. Es altamente soluble en agua, ligeramente soluble en etanol y metan, con un punto de fusión de 92-96°C, punto de ebullide 216°C, y un valor calorde 16,72 kJ/g. Absorbe el calor cuando se disuelve en agua, por lo que la forma sólida produce una agradable sensación de enfriamiento en la boca. El xilitol es similar a la sacarosa en dulzura e higroscopicidad. Es absorbido por el cuerpo sin efectos secundarios después de ser ingeri, y es ampliamente utilizado. La demanda en los mercados internos y externos está aumentando día a día. Por ejemplo, si el producto alcanza el grado farmacéutico y se inyecta, el valor añadido será muy alto. Xilitol es un producto químico con alto valor práctico que se produce utilizando métodos de alta tecnología que utilizan productos de desecho agrícola. China es un importante país agrícola con una abundancia de materias primas para la producción de xilitol. Sólo la producción anual de maíz es de 70 millones de toneladas, y se pueden obtener unos 10 millones de toneladas de mazorca. Si todas estas mazde de maíz se usaran para producir xilitol, se podrían producir 1 millón de toneladas. El costo del producto es relativamente bajo, es altamente competitivo y tiene un alto valor de desarrollo.

El xilitol es una importante materia prima química ampliamente utilizada en la industria química, farmacéutica, alimentaria y otras industrias. Puede ser utilizado para producir surfac, emulgentes, demulsificadores, resinas alquiladas y recubrimientos, y puede reemplazar a la gliceren la industria del papel y la industria de defensa nacional. También es una materia prima para la industria farmacéutica para la fabricación de diversos medicamentos. Dado que el metabolismo del xilitol en el cuerpo no está relacionado con la insulina, es adecuado para la producción de alimentos para diabéticos. En los últimos años, la demanda del mercado de xilitol ha estado creciendo rápidamente, con una demanda total anual estimada de más de 100.000 toneladas. Sin embargo, China's la producción anual actual de xilitol es de menos de 2.000 toneladas, y el precio de venta por tonelada es tan alto como 25.000 yuanes. Por lo tanto, el uso de materiales de deseagrícola como mazde de maíz y cáscara de algodón para producir xilitol tiene una perspectiva extremadamente optimista.

1 preparación de xilitol

Hay tres métodos para producir xilitol.

1.1 extracción

La xilosa se extrae principalmente de los talo cáscaras de las plantas, y luego el xilitol se produce a partir de la xilosa.

1.2 síntesis química

El principio básico es que las pentosis son hidrolizadas por ácido para obtener d-xilosa, y la d-xilosa es hidrogenbajo catálisis de níquel para obtener xilitol. Este método tiene un largo flujo de proceso, altos requerimientos de equipo y una producción insegura. La investigación más reciente es obtener hidrolizado de xilosa hidrolizando bagazo o mazde de maíz, y electrolizar el electrolito para reducir los productos de xilitol [1]. La tasa de conversión de xilosa puede alcanzar más de 95.0%.

1.3 biosíntesis

El principio básico del método biológico es que el principal producto de la hidrólisis de los residuos agrícolas, tales como paja, bagazo y mazde maíz es un xiloque contiene hidrolizado, y luego xilitol se obtiene por fermentación de la xilosa en el hidrolizado utilizando microorganismos.

En la actualidad, la fermentación de xilosa para producir xilitol a partir de glucosa es un punto caliente de investigación, porque la glucosa es ampliamente disponible y relativamente barato. Sin embargo, no se ha encontrado ningún microorganismo en la naturaleza que pueda fermentar directamente la glucosa para producir xilitol. Una solución a este problema es el método de fermentación mixta. La integración de la vía que cataliza elProducción de xilitol a partir de glucosaEn una sola cepa de bacterias, y el uso de estas bacterias diseñadas directamente puede fermentar la glucosa para producir xilitol. Esto no sólo puede reducir el número de pasos de reacción y simplificar el proceso, sino también utilizar la glucosa de bajo costo y fácilmente disponible como un sustrato.

En la actualidad, la producción industrial en China utiliza principalmente la síntesis química. El método de biosíntesis utiliza la enzima reductasa en microorganismos para producir xilitol, que puede reducir eficazmente el costo de producción de xilitol. El método de fermentación no sólo tiene el potencial de eliminar la etapa de purificación de xilosa, sino que también simplifica la etapa de separación de xilitol, por lo que es un método de producción prometedor. enzimenzimenzimSíntesis de xilitolLogra una producción continua y eficiente a través del balance metabólico del factor de coenzima xilosa reductasa.

2 propiedades del xilitol

2.1 un intermediario en el metabolismo de los carbohidratos

Xilitol es un intermediario normal en el metabolismo de carbohidratos en el cuerpo humano. Su metabolismo es diferente al de los azúcares comunes. Xilitol puede ser absorbido y utilizado a través de las membranas celulares sin la ayuda de la insulina después de entrar en el cuerpo, y no aumenta la glucosa en la sangre o la glucosa urin. Dentro de 12 horas después de consumir xilitol, 50% a 60% de la misma se oxida a dióxido de carbono y agua, liberando calor que es utilizado por el cuerpo. Entre el 2% y el 10% se excreta en la orina y las heces, y entre el 20% y el 30% se almacena en el cuerpo como glucógeno u otros productos intermedios, sin aumentar los niveles de glucosa en sangre. Xilitol también estimula el páncreas para secretar una pequeña cantidad de insulina. Estudios han demostrado que el xilitol se puede usar solo para reemplazar algunos medicamentos que reducen la glucosa. Los ensayos clínicos en el extranjero han demostrado que los diabéticos pueden complementar sus cuerpos con azúcar tomando 30g de xilitol mezclado en agua tibia o añadido a alimentos como la leche o la leche de soja todos los días. Los dulces procesados con xilitol, el chocolate, las frutas secas y otros alimentos no sólo pueden aliviar la angustia mental de los diabéticos que no pueden comer azúcar o dulces, sino también aliviar los síntomas de la enfermedad, mejorar la fuerza física, regular la dieta, y al mismo tiempo reducir la sed, el hambre y la micción frecuente.

2.2 propiedades Anti-caries

De acuerdo con la encuesta nacional de salud bucal epidemiológica, la mitad de la gente en China sufre de caries dental. La caries dental ocurre porque la gente a menudo come sacarosa o alimentos ricos en azúcar. La sacarosa que permanece en la boca produce sustancias ácidas bajo la acción de bacterias, lo que provoca la pérdida de minerales, corroy daña los dientes, y forma caries dental. El xilitol previene la caries dental porque no es fermentado por las bacterias en la boca para producir ácidos que pueden lixiviar minerales de los dientes y causar caries dental. No proporciona nutrientes para la supervivencia de las bacterias y puede inhibir el crecimiento bacteriano. Estudios han demostrado que el xilitol puede prevenir la caries dental en un 90% cuando se utiliza como un sustituto del azúcar en los alimentos dulces [3].

2.3 como fuente de energía

El xilitol puede ser utilizado como fuente de energía para la nutrición parental.4]. La nutrición Parenteral es una solución equilibrada de energía, nutrientes y electrolitos que pueden proporcionar energía, aminoácidos y sales inorgánicas. Para pacientes, especialmente aquellos después de la cirugía, el body's sistema de equilibrio endocrino interno se altera y el metabolismo de la glucosa se debilita. Por lo tanto, cuando la solución de glucosa es inyectada por vía parenteral, un nuevo sistema de equilibrio no puede ser establecido inmediatamente, lo que a veces causa fenómenos adversos como coma, edema y deshidraten los pacientes. La sustitución de glucosa con xilitol como fuente de energía puede evitar estos fenómenos adversos. Además, xilitol puede promover la síntesis de glucosa hepática, mejorar el paciente y#39;s función hepática, y tiene el efecto de prevenir el hígado graso, el aumento de las bifidobacterias, y la eliminación de cuerpos cetónicos en la sangre. El xilitol es un intermediario normal en el metabolismo humano, y sus funciones fisiológicas requieren más investigación.

3 aplicaciones de xilitol

Debido a las características anteriores de xilitol, es ampliamente utilizado en muchos campos tales como alimentos, medicina y productos químicos.

3.1 aplicación en la industria alimentaria

El xilitol se metaboliza en el cuerpo independientemente de la insulina, por lo que se utiliza en la producción de alimentos para diabéticos. El xilitol tiene un efecto refrescante en la boca y no es fermentado por bacterias para producir ácido lácen la boca. No es un buen medio para microorganismos y por lo tanto no es cariogénico y puede usarse para hacer goma de mascar. El xilitol tiene ventajas únicas como un sustituto del azúcar. Xilitol no se somete a la reacción de Maillard Browning durante el procesamiento de alimentos debido al calentamiento, porque a diferencia de los azúcares, no tiene un grupo aldehído y no reacciona con aminoácidos para oscurecer el color de los alimentos. Xilitol no es afectado por la levadura y las bacterias, no causa moho, y puede extender la vida útil de los alimentos. Por lo tanto, el xilitol es ampliamente utilizado en productos como goma de mascar, chocolate, bebidas y dulces [4-5].

3.1.1 aplicación en goma de mascar

El xilitol tiene la misma dulzura que la sacarosa y puede prevenir la caries dental. La popular goma de Massin azúcar sin azúcar en el mundo se produce ahora mediante la sustitución de la sacarosa con alcohode azúcar como el xilitol.

3.1.2 aplicación en productos de chocolate

Xilitol puede reemplazar la sacarosa en los productos de chocolate. La materia prima xilitol debe ser un polvo finamente molido. Este tipo de chocolate, que sustituye la sacarosa por xilitol, es adecuado para diabéticos.

3.1.3 aplicación en productos de bebidas

En las bebidas vitamínicas hechas con una mezcla de edulcorcomplejo de xilitol, maltitol, azúcar y fructosa, xilitol mejora principalmente la dulzura y da una sensación de enfriamiento a la bebida, mientras que el maltitol da a la bebida una sensación de calidad. El uso de xilitol en las bebidas controla el contenido de calorías y estabiliza la eficacia de las vitaminas.

3.1.4 en la aplicación de dulces blandos comestibles

Los edulcorantes como el ciclamato y el xilitol se utilizan para sustituir a la sacarosa en la producción de gomosinas dietéticas. Las gomosinas de fibra dietse elaboran a partir de quitosano y polvo de konjac como ingredientes de la fibra diet, y ciclamato y xilitol como edulcorantes, utilizando un cierto proceso. Tienen un buen sabor y color natural, son enteros, gorgosos, delicados y de sabor dulácido.

3.2 aplicación en la industria farmacéutica

El xilitol puede reducir la transaminasa y es un buen medicamento para tratar la diabetes y proteger el hígado. Tiene el efecto de complementar las calorías, mejorar el metabolismo del azúcar, no aumentar la carga de azúcar, y eliminar la cetonemia. El xilitol no sólo se metaboliza en el cuerpo humano sin insulina, sino que también promueve la secreción de insulina.

Por lo tanto, xilitol es un buen complemento nutricional y tratamiento adyuvpara los diabéticos. Puede aumentar la fuerza física de los diabéticos, aliviar síntomas como el hambre, aumento de la bebida, la comida y la micción, y reducir la dosis de insulina y otros medicamentos hipoglicémicos. También inhilas bacterias orales y previene la caries dental. Se utiliza en la industria farmacéutica para la fabricación de diversos medicamentos. Hay 36 millones de pacientes diabéticos en China, y la aparición del xilitol es sin duda una buena noticia. Además, puede aumentar el glucógeno en el hígado, reducir las transaminasas, mejorar la función hepática, y proteger el hígado. El xilitol tiene un fuerte efecto anti-cetona. Inyección intravenosa de xilitol tiene un buen efecto terapéutico en pacientes con cuerpos cetónicos y es un suplemento calórico para estos pacientes. Xilitol puede inhibir el crecimiento de la grasa corporal, por lo que el uso a largo plazo de xilitol puede tener un efecto de pérdida de peso. Agregar xilitol a los anestésicos durante la cirugía puede jugar un papel que la glucosa no puede. Xilitol tiene muchas otras aplicaciones en el campo médico que están a la espera de ser investigado más a fondo.

3.3 aplicaciones en la industria química

El xilitol puede usarse para producir surfaccon propiedades antibacterianas; En la industria de la resina sintética, se utiliza para producir varias resinas alquiladas; En la industria del curtido del cuero, el xilitol reacciona con fenol, formaldehído, ácido fosfórico, etc. para producir un agente curtido de cuero incoloro con buena solubilidad en agua y propiedades curtientes, y es estable durante el almacenamiento, no se oxida ni oscu, y se utiliza para broncear el cuero blanco. Xilitol puede reemplazar la glicery se utiliza en la fabricación de papel, productos químicos diarios y la industria de defensa. Puede ser nitrificado para producir sustancias explosivas; Puede reaccionar con ácidos grasos sintéticos para producir plastino volátiles; El propio xilitol también tiene efectos emulsionantes, dispersantes, deespumy otros; Tiene mejor resistencia al calor y resistencia a la corrosión que el hexanol, y es un emulsionante importante con buenas perspectivas de aplicación. A medida que la aplicación industrial del xilitol se expande y la producción se desarrolla, la demanda de xilitol aumentará significativamente.

3.3.1 aplicación en la industria del plástico

Xilitol y ácidos grasos con 5 a 9 átomos de carbono pueden esterificarse para producir plastiresistentes al calor. Los productos tienen un alto contenido en triéster y buena compatibilidad, y pueden ser utilizados en suelas, películas agrícolas, cuero artificial, materiales de cable, etc. La resina poliéter es un nuevo tipo de polímero, que es la principal materia prima para espuma plástica, caucho, adhe, etc. Xilitol puede ser utilizado como un agente de partida para producir poliéter, que es una materia prima básica para la síntesis posterior de plásticos de espuma rígida. El xilitol se puede utilizar como aditivo en los cables de PVC para mejorar las propiedades aislantes.

3.3.2 aplicación en la industria de pinturas y recubrimientos

La resina alquilada es una importante materia prima para pinturas sintéticas con buen desempeño, versatiy bajo precio. Sin embargo, la preparación de esta materia prima consume una gran cantidad de glicery aceite comesti. El uso de xilitol, que tiene la característica de cinco grupos hidroxilo, como un sustituto puede ahorrar una gran cantidad de glicery aceite comesti. Xilitol y aceite de tall se pueden utilizar para hacer mejores pinturas de color oscuro.

3.3.3 aplicación en surfactantes

Los surfacson una industria emergente, con grandes volúmenes utilizados. Son importantes auxiliares químicos en los sectores químico, petróleo, industria ligera, alimentación, farmacéutico y textil. Juegan un papel importante en la promoción de reacciones, la mejora del rendimiento, y la mejora de la calidad. Alcohol polihídrico los tensioactivos no iónicos como los ésteres de ácidos grasos de sorbitan se sintetizprincipalmente a partir de sorbitol. Xilitol y sorbitol son alcohopolihídricos con propiedades físicas y químicas muy similares. Por lo tanto, xilitol también puede ser utilizado para producir las sustancias antes mencionadas de la misma manera que el sorbitol, y al igual que el sorbitol, también es un surfacno iónico.

3.4 aplicación en pasta dentífrica

En la actualidad, el xilitol se utiliza principalmente en la goma de mascar, y la tecnología es relativamente madura. La goma de mascar puede prevenir eficazmente la caries dental. En los últimos años, el xilitol ha comenzado a ser utilizado en la pasta de dientes. El xilitol se usa en la pasta de dientes de las siguientes maneras:

(1) xilitol solo: como xilitol tiene muchas características similares a la glicery sorbitol, puede ser utilizado como un agente humperante y mezclado bien con otros ingredientes en la pasta de dientes para lograr un buen efecto anti-caries.

(2) mezcla de xilitol y flúor: el xilitol y el flúor tienen la función de prevenir la caries dental, pero sus mecanismos de acción son diferentes. Mezclarlos juntos puede prevenir mejor la aparición de caries.

③ xilitol y la medicina herbal China se usan juntos. La medicina herbal China generalmente tiene funciones únicas, tales como aliviar el dolor, antiinflamatorio, hemostático, y la protección de las enc. Xilitol mezclado con la medicina herbal China en la pasta de dientes no sólo puede prevenir la caries dental, sino también proteger las ency otras funciones, que es más propicio para la salud oral y dental.

4 conclusión

La industria del xilitol es una industria nueva, y el desarrollo e investigación del xilitol acaba de comenzar en el país y en el extranjero. El xilitol tiene una amplia gama de aplicaciones, demanda creciente y alto valor. La producción de xilitol a partir de residuos agrícolas tiene buenas perspectivas de desarrollo. China es un gran país agrícola con materias primas abundantes y de fácil acceso, lo que le da una buena ventaja para el desarrollo. Con el desarrollo de China' la economía y la creciente concienciación sobre la protección del medio ambiente, la investigación y el desarrollo de nuevas aplicaciones para el xilitol se ha puesto de moda, y su valor y potencial de aplicación se verán mejor reflejados. Las perspectivas de producción, venta y desarrollo del xilitol son muy amplias.

referencias

[1] Huang Yuxiu. Proceso de producción de xilitol por electrodiálisis [J]. Applied Chemistry, 1997, 14(6): 105-106.

[2] You Xin. Xilitol y sus funciones [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2003, 24(8): 87-88.

[3] Wang Guanbin, Wang Chengfu. Edulcorfuncional xilitol [J]. Comida y nutrición China, 2005, (10): 28-29.

[4] Cui Fushun, Li Chunhua, Zhou Liping. Funciones fisiológicas del xilitol y su aplicación en la industria alimentaria [J]. Journal of Yanbian University (Agriculture), 2003, 25(4): 298-300.

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[8] Zhang Jinyuan, Luo Li. A brief discussion on the Application of xylitol in the toothpaste Industry [J]. Industria de pasta de dientes, 2005, (4): 29-30.