キシリトールは何に使用されますか?

Xylitol (C₅H₁₀O₅), also known as pentane-5-ol, is a white crystal or crystalline powder with a sweet taste. It is highly soluble in water, slightly soluble in ethanol and methanol, with a melting point of 92-96°C, boiling point of 216°C, and heat value of 16.72 kJ/g. It absorbs heat when dissolved in water, so the solid form produces a pleasant cooling sensation in the mouth. Xylitol is similar to sucrose in sweetness and hygroscopicity. It is absorbed by the body without side effects after being ingested, and is widely used. The demand in domestic and foreign markets is increasing day by day. For example, if the product reaches pharmaceutical grade and is made into an injection, the added value will be very high. Xylitol is a chemical product with high practical value that is produced using high-tech methods that comprehensively utilize agricultural waste products. China is a major agricultural country with an abundance of raw materials for xylitol production. The annual output of corn alone is 70 million tons, and about 10 million tons of corncobs can be obtained. If all of these corncobs were used to produce xylitol, 1 million tons could be produced. The product cost is relatively low, it is highly competitive, and it has high development value.

キシリトールは重要な化学原料であるwidely used in the chemical, pharmaceutical, food and other industries. It can be used to produce surfactants, emulsifiers, demulsifiers, alkyd resins and coatings, and can replace glycerin in the paper industry and national defense industry. It is also a raw material for the pharmaceutical industry to manufacture various drugs. Since the metabolism of xylitol in the body is not related to insulin, it is suitable for the production of foods for diabetics. でrecent years, the market demand for xylitol has been growing rapidly, with an estimated annual total demand of more than 100,000 tons. However, China&#キシリトールの現在の年間生産量は2,000トン未満であり、トン当たりの販売価格は25,000元と高いです。このため、トウモロコシの穂軸や綿の実の殻など農業廃棄物を利用したキシリトール生産は、非常に楽観的な見通しだ。

1キシリトールの準備

キシリトールの製造には3つの方法がある。

1.1抽出

主に植物の茎や皮から抽出され、次にキシリトールが生成されます。

1.2化学合成

基本原理は、ペントースを酸で加水分解してd-キシロースを得、d-キシロースをニッケル触媒で水素化してキシリトールを得ることである。この方法には、長いプロセスフロー、高い機器要件、および安全でない生産があります。最近の研究では、バガスやトウモロコシの穂軸を加水分解してキシロースを加水分解し、電解質を電解質にしてキシリトール生成物を還元することが行われている[1]。キシロースの変換率は95.0%以上に達することができます。

1.3生

生物学的方法の基本原理は、藁、バガス、トウモロコシの穂軸などの農業廃棄物の加水分解の主な生成物は、キシロースを含む加水分解物であり、その中のキシロースを微生物を用いて発酵させることによってキシリトールが得られるということです。

現在、グルコースは広く入手可能で比較的安価であるため、グルコースからキシリトールを生成するためのキシロース発酵は研究のホットスポットとなっている。しかし、自然界ではグルコースを直接発酵させてキシリトールを生産できる微生物は見つかっていない。この問題を解決する一つの方法が混合発酵法です。グルコースからキシリトールを生産する経路を細菌の1つの系統に統合し、この遺伝子操作された細菌を用いることで、グルコースを直接発酵させてキシリトールを生産することができる。これは反応ステップの数を減らし、プロセスを単純化するだけでなく、安価で入手しやすいグルコースを基質として使用することもできます。

現在、韓国の工業生産は主に化学合成を利用している。この生合成法では,微生物の還元酵素を利用してキシリトールを生産することで,キシリトールの生産コストを効果的に下げることができる。この発酵法は、キシロース精製工程を省くことができるだけでなく、キシリトール分離工程を簡略化できるため、有望な製造法となっている。酵素によるキシリトールの合成は、キシロースレダクターゼ補酵素因子の代謝バランスを通じて連続的かつ効率的な生産を達成する。

キシリトールの2つの性質

2.1炭水化物代謝の中間体

キシリトールは人体の炭水化物代謝における正常な中間体である。代謝は通常の糖とは異なる。キシリトールは体内に入った後インシュリンの助けなしで細胞膜を通して吸収され、利用されることができ、血ブドウ糖または尿ブドウ糖を増加させない。キシリトールを摂取した後12時間以内に、その50%から60%が二酸化炭素と水に酸化され、体が使用する熱を放出します。2 ~ 10%が尿および糞便中に排泄され、20 ~ 30%がグリコーゲンまたはその他の中間生成物として体内に蓄積され、血糖値は上昇しない。キシリトールはまた膵臓を刺激して少量のインシュリンを分泌する。研究によると、キシリトールは単独でいくつかの糖質低下薬の代わりに使用することができます。糖尿病患者が毎日30gのキシリトールをぬるま湯に入れたり、牛乳や豆乳などの食品に入れたりすれば、砂糖で体を補うことができるという海外の臨床試験結果が出ている。キシリトール加工菓子、チョコレート、ドライフルーツなどは、砂糖や菓子を食べられない糖尿病患者の精神的苦痛を緩和するだけでなく、病気の症状を緩和し、体力を高め、食事を調節し、喉の渇きや空腹、頻尿を減らすことができる。

2.2 Anti-caries特性

全国口腔衛生疫学調査によると、わが国では半分の人が虫歯にかかっている。人々はしばしばショ糖や糖分の多い食品を食べるため、虫歯が発生します。口の中に残っているショ糖は、細菌の作用で酸性物質を作り、ミネラルを減らして歯を腐食・損傷させ、虫歯になる。キシリトールは虫歯を防ぎます口の中の細菌が酸を発酵させないため、歯のミネラルが溶けて虫歯になるからだ。細菌の生存のための栄養素を提供しないし、細菌の成長を抑制することができます。研究によると、キシリトールは甘い食べ物の砂糖代用品として使用すると、虫歯を90%予防することができます[3]。

2.3エネルギー源として

Xylitol can be used as an energy source for parenteral nutrition[4]. Parenteral nutrition is a balanced solution of energy, nutrients and electrolytes that can provide energy, amino acids and inorganic salts. For patients, especially those after surgery, the body's internal endocrine balance system is disrupted and glucose metabolism is weakened. Therefore, when glucose solution is injected parenterally, a new balance system cannot be established immediately, which sometimes causes adverse phenomena such as coma, edema, and dehydration in patients. Replacing glucose with xylitol as an energy source can avoid these adverse phenomena. In addition, xylitol can promote the synthesis of hepatic glucose, improve the patient'の肝機能、およびビフィズス菌を増加させ、脂肪肝を防止し、血液中のケトン体を排除する効果を有する。キシリトールはヒトの代謝において正常な中間体であり、その生理学的機能にはさらなる研究が必要である。

キシリトールの3つの応用

このようなキシリトールの特性から、食品、医薬品、化学品など幅広い分野で使用されています。

3.1食品業界でのアプリケーション

キシリトールは、インスリンとは独立して体内で代謝されるため、糖尿病患者のための食品の生産に使用されます。キシリトールは口の中で冷やす作用があり、口の中で菌が発酵させて乳酸を作ることはありません。微生物にとっては良い培地ではなく、したがって非カリオゲン性であり、チューインガムを作るために使用できます。キシリトールは砂糖の代わりとして独特な利点を有する。キシリトールは、糖のようにアルデヒド基を持たず、アミノ酸と反応して食品の色を暗くしないため、加熱による食品加工中にメイラード褐変反応を起こさない。キシリトールは、酵母や細菌の影響を受けず、カビを引き起こさず、食品の貯蔵寿命を延ばすことができます。したがって、キシリトールは、ガム、チョコレート、飲料、キャンディーなどの製品に広く使用されています[4-5]。

3.1.1チューインガムにおけるアプリケーション

キシリトールはショ糖と同じ甘さで、虫歯を防ぐことができます。世界中で人気のある無糖チューインガムは、現在、ショ糖をキシリトールなどの糖アルコールに置き換えて製造されています。

3.1.2チョコレート製品におけるアプリケーション

キシリトールはチョコレート製品のショ糖に代わることができる。原料のキシリトールは微細に粉砕された粉末でなければなりません。スクロースをキシリトールに置き換えるこのタイプのチョコレートは、糖尿病患者に適しています。

3.1.3飲料製品への適用

In vitamin drinks made with a complex sweetener blend of xylitol, maltitol, sugar and fructose, xylitol mainly improves the sweetness and gives a cooling sensation to the drink, while maltitol gives the drink a sense of quality. The use of xylitol in drinks controls the calorie content and stabilizes the effectiveness of the vitamins.

3.1.4食用柔らかいキャンディーのアプリケーションで

シクラミンやキシリトールのような甘味料は、食物繊維グミの製造においてスクロースの代わりに使用される。食物繊維グミは、食物繊維成分としてキトサンやこんにゃく粉末、甘味料としてシクラミンやキシリトールを一定の製法で製造しています。香りが良く、自然な色をしていて、全体的にふっくらしていて、繊細で、甘酸っぱい味がします。

3.2製薬業界でのアプリケーション

キシリトールはトランスアミナーゼを下げることができ、糖尿病を治療し、肝臓を保護するための良い薬です。カロリーを補充し、糖代謝を改善し、糖負荷を増加させず、ケトン血症を除去する効果があります。キシリトールはインシュリンなしで人体で新陳代謝されるだけでなく、インシュリンの分泌を促進する。

Therefore, xylitol is a good nutritional supplement and adjuvant treatment for diabetics. It can increase the physical strength of diabetics, relieve symptoms such as hunger, increased drinking, eating, and urination, and reduce the dosage of insulin and other hypoglycemic drugs. It also inhibits oral bacteria and prevents tooth decay. It is used in the pharmaceutical industry to manufacture various drugs. There are 36 million diabetic patients in China, and the emergence of xylitol is undoubtedly good news. In addition, it can increase glycogen in the liver, reduce transaminases, improve liver function, and protect the liver. Xylitol has a strong anti-ketone effect. Intravenous injection of xylitol has a good therapeutic effect on patients with ketone bodies and is a calorie supplement for these patients. Xylitol can inhibit the growth of body fat, so long-term use of xylitol can have a weight loss effect. Adding xylitol to anesthetics during surgery can play a role that glucose cannot. Xylitol has many other applications in the medical field that are waiting to be further researched.

3.3化学工業におけるアプリケーション

キシリトールは、抗菌性の界面活性剤を生成するために使用することができます;合成樹脂業界では、様々なアルキド樹脂を生産するために使用されます;革なめし業界では、キシリトールはフェノール、ホルムアルデヒド、リン酸などと反応して、水溶性、なめし性に優れた無色の革なめし剤を生成し、保管時に安定し、酸化や変色がなく、白革のなめしに使用されます。キシリトールは、グリセリンを置き換えることができ、製紙、毎日の化学製品や防衛産業で使用されています。硝化して爆発性物質を作ることもあります合成脂肪酸と反応して不揮発性の可塑剤を作ることができる。キシリトール自体にも乳化、分散、消泡などの効果があります;ヘキサノールに比べて耐熱性、耐食性に優れており、応用性の高い重要な乳化剤です。キシリトールの工業用途の拡大と生産の発展に伴い、キシリトールの需要は大幅に増加すると見込まれています。

3.3.1プラスチック産業におけるアプリケーション

キシリトールと5 ~ 9個の炭素原子を有する脂肪酸をエステル化して耐熱性可塑剤を製造することができる。本制品は高いエステル含有量で相性が良く、靴底、農業用フィルム、人工皮革、ケーブル材などに使用できます。ポリエーテル樹脂は、発泡プラスチック、ゴム、接着剤などの主原料となる新しいタイプのポリマーです。キシリトールは、硬質発泡プラスチックのさらなる合成のための基本原料であるポリエーテルを製造するための出発剤として使用することができる。キシリトールは、pvcケーブルの断熱性を向上させる添加剤として使用することができます。

3.3.2塗料およびコーティング業界でのアプリケーション

アルキド樹脂は、優れた性能、汎用性、低価格を有する合成塗料の重要な原料です。しかし、この原料を作るために大量のグリセリンと食用油を消費します。5つの水酸基の特徴を持つキシリトールを代用に使うと、グリセリンや食用油を大幅に節約できます。キシリトールとトールオイルは、より良い暗い色の塗料を作るために使用することができます。

3.3.3界面活性剤への応用

界面活性剤は新興産業であり、大量に使用されている。彼らは、化学、石油、軽工業、食品、製薬、繊維の分野で重要な化学補助剤です。反応を促進し、性能を向上させ、品質を向上させる上で重要な役割を果たします。多水素アルコールソルビタン脂肪酸エステルなどの非イオン性界面活性剤は、主にソルビトールから合成される。キシリトールとソルビトールはどちらも非常に似た物理的、化学的性質を持つ多水アルコールである。したがって、キシリトールはソルビトールと同じ方法で上記の物質を製造するために使用することができ、ソルビトールと同様に非イオン性界面活性剤でもある。

3.4歯磨き粉でのアプリケーション

現在、キシリトールは主にチューインガムに使用されます技術は比較的成熟していますガムを噛むと虫歯を効果的に防ぐことができる。近年、キシリトールは歯磨き粉に使われ始めている。キシリトールは歯磨き粉に次のように使われています

(1)キシリトール単体:キシリトールはグリセリンやソルビトールと多くの類似した特性を持っているので、湿潤剤として使用することができ、歯磨き粉の他の成分とよく混ぜて、優れた虫歯予防効果を達成することができます。

(2)キシリトールとフッ化物の混合:キシリトールとフッ化物はともに虫歯を防ぐ機能を持っていますが、作用機序が異なります。これらを混ぜると、虫歯の発生をよりよく防ぐことができます。

③キシリトールと漢方薬はセットで用いられる。漢方薬は一般的に、痛みの緩和、抗炎症、止血、歯茎の保護などのユニークな機能を持っています。キシリトールを歯磨き粉に配合した漢方薬は、虫歯を防ぐだけでなく、歯茎などの机能を保護し、口腔と歯の健康にプラスになります。

4結論

キシリトール産業は新しい産業で、国内外でキシリトールの開発と研究が始まったばかりです。キシリトールは、用途が広く、需要が高まっており、高い価値があります。農業廃棄物からのキシリトールの生産は、良い開発の見通しがあります。中国は豊富で入手しやすい原料を持つ農業大国であり、発展のために有利な立場にある。中国の発展に貢献した#39の経済と環境保護、キシリトールのための新しいアプリケーションの研究開発の意識の高まりがファッショナブルになっており、その適用価値と潜在的なより良い反映されます。キシリトールの生産、販売、開発の見通しは非常に広い。

参照

一石二鳥です黄(オ・チョンス)。[1]電気透析によるキシリトールの製造プロセス[j]。応用化学,1997,14(6):105-106。

[2]辛てるでしょ。キシリトールとその機能[j]。2003年食品業界科学技術24(8):87-88。

【3】王貫彬、王承福。機能性甘味料キシリトール[j]。中国の食品と栄養,2005,(10):28-29。

【4】崔福春、李春華、周麗萍キシリトールの生理機能と食品産業への応用[j]。2003年紀要延辺大学(農業)に即した25(4):298-300。

【5】馬佩中、徐錦穆、韓偉成。キシリトールの製造と応用[j]。河南科学技術、1997年、(4):16-17。

[6]兪啓威です。technavioのアナリストは、2023年までにアクチュエーターの世界市場が約6%のcagrで成長すると予測しています。化学技術開発、2003年、32(3):12-15。

[7] xiang xiaoli, chen tian ' e。糖アルコールの調製法とその応用[j]。^岩波書店、2002年(平成14年)、27-28頁。

【8】zhang jinyuan, luo li。歯磨き粉業界におけるキシリトールの適用に関する簡単な議論[j]。2005年(平成17年)4月29日:ダイヤ改正。