キシリトールは歯何?

キシリトールis one of the most commonly used sugar substitutes in life. It is widely used and has great development prospects. In recent years, xylitol has become popular worldwide, and its ability to prevent tooth decay has also been recognized. Xylitol itself is a type of sweet-tasting compound with high nutritional value that can be obtained naturally and is an important intermediate in glucose metabolism in the human body.

本文は主にキシリトールの発見、その作用原理、構造特性、キシリトールの調製技術などを説明し、キシリトール-その保護機能の最新の応用についても説明しています。

キシリトール(化学式c5h12o5)は、シラカバの木、オークの木、トウモロコシの茎、サトウキビの廃棄物に広く含まれており、天然の甘味料としても使用できます。キシリトールは、海外で100年以上にわたり食品添加物として使用されています。科学技術の発展に伴い、キシリトールは、現代の食品産業にとって不可欠で重要な原料の一つとなっており、その用途は広い。特に食品業界で広く使用されています。キシリトールは白色の結晶または結晶性の粉末で、水に容易に溶け、エタノールおよびエタノールにわずかに溶け、融点は92°c ~ 96°c、沸点は216°cである。溶液のph値は5.0から7の間である。

キシリトールはスクロースと同じくらい甘いですが、水に溶かしてもほとんどの熱エネルギーを吸収するので、最も熱吸収率の高い糖類アルコール甘味料です。キシリトールは非カリオゲン性で、虫歯予防効果がある。その代謝は体によって制御されていません。これは、高血圧を持つ人々のための最高の砂糖の代替品です。それは完全に体内で代謝され、約10 kj /gのカロリー値を持ち、カロリーを提供することができ、高血圧の人々のためのエネルギー源としても使用することができます。

1. キシリトールの発見とその機能の研究の歴史

1.1キシリトールの発見と甘味料の研究

キシリトールは1890年にドイツの化学者フィッシャーとスタエ、フランスの化学者ベルトランによって、キシロースとナトリウムアマルガムの反応で発見された。フィッシャーはこの発見により1902年にノーベル化学賞を受賞した。

1943年、キシリトールがフィンランドの白樺の木から初めて発見された。

1962年、哺乳類の組織でキシリトールを含む生理学的過程が発見された。キシリトールは天然の生理学的化合物として認識されている。同年、キシリトールは非経口療法(注入療法)に導入されました。キシリトールは、重篤な患者に投与することができ、体によって効率的に代謝されることができることを示しています。

In 1963, after being approved by the US Food and Drug Administration, xylitol could be officially used for special dietary purposes.

20年後の1983年、世界保健機関/食品農業機関(jecfa)の合同専門委員会は、キシリトールを安全な砂糖であると宣言した。

1.2キシリトールのカリブ静的機能の研究

キシリトールの歯垢への効果に関する最初の研究は、フィンランドのクオピオ大学のカウコ・マキネン教授によって1970年に行われた。カウコ・k・マキネン教授はキシリトールが唾液の分泌を増加させ、虫歯を防ぐことを発見した。

1975年にカウコ・マキネン教授の臨床結果が発表された#39の研究が発表されました。カウコ・k・マキネン教授がフィンランド歯科医師会よりアポロニア賞を受賞しました。これは初めての受賞であり、優れた歯科研究を表彰することを目的としていました。Makinen&教授#キシリトールの研究への39の優れた貢献は消えないです。

最初の商業用キシリトールチューインガムはフィンランドの化学者の年である1977年にフィンランドとアメリカでほぼ同時に発売されました#キシリトールを製造するための39の特許が承認されました。その後、欧州各国の歯科保健当局もキシリトールの使用を認めており、その機能や知見についての研究が続けられています。

1990年、『the world』に出演#39;sの最初のキシリトールマウスガードはフィンランドで発売されました,データは、チューインガムの長期咀嚼が緩みや炎症の顎関節の症状と関連していたことが示されていました。

1997年に、新しい研究は純粋なキシリトールプロダクトがかなり子供の耳の伝染を防ぐことができることを示した。

2. キシリトールの特性と機能特性

食品2.1倍に

Xylitol is 1.3 times sweeter than sucrose and is almost as sweet as sucrose, so it can be used in place of sucrose in a 1:1 ratio. However, xylitol only provides 10 kg/g of energy, which is 40% lower than sucrose, so it has become a good substitute for sugar in the production of low-energy desserts. Sugar-free foods made from xylitol have appeared on the market, which are very popular with modern young people who want to lose weight and lead a healthy lifestyle. At the same time, xylitol muffins most closely resemble cakes when compared to maltitol, mannitol and sorbitol, and the hygroscopicity of xylitol also improves the flavor. The use of xylitol in food also benefits the microbiological stability of the dessert and the shelf life of the finished product. This is because at the same concentration, the activity of xylitol in water is lower than the activity of sucrose in water. Xylitol is the best substitute for dessert sugar.

人体2.2

キシリトールは口腔ケア製品に添加することができます口の中で酸性の微生物がキシリトールを使用できないように。人間の体内では、ゆっくりと消化吸収された後、キシリトールは速やかに細胞膜を介して細胞に吸収され、インスリン代謝に依存しないため、血糖値の急激な変動を引き起こさない。従って、キシリトールは高血圧の人々のための甘味料として頻繁に使用される。その抗酸化特性のために、キシリトールはフリーラジカルを除去し、その形成を制御することができます。

米アイオワ州立大学が肺に感染した患者を対象に行った実験で、キシリトールを経口摂取すると、もともと2倍の塩分濃度だった気道粘膜の塩分濃度がすぐに回復した。キシリトールには抗菌作用はないが、呼吸器感染症を予防できることが明らかになった。

近年、研究の深化に伴い、キシリトールは、カルシウムの吸収を促進し、損失を減少させ、インスリンを安定させ、皮膚を保護し、口腔微生物からの血液感染を減らすために、遊離カルシウムイオンと複合体を形成することができることが発見されている。

2.3物理的および化学的性質

また、キシリトールは比較的安定でほとんど不活性であるため、加熱して完全に溶かすことができます(融点95°c)。

3. キシリトール生産

3.1キシリトール製造の新しい方法と現状

キシリトールは純粋なd-キシロースをニッケルを触媒として高温高圧で水素化することで得られる。この方法は、反応条件が悪く、生産コストが高く、安全性が低く、資源損失が大きい。科学者たちは生物学的手法を積極的に探している。バイオ変換は、穏やかな条件、安定した品質および高い安全性の利点のためにキシリトール製造のための最良の方法となっている。キシリトールは、バイオ変換プロセスの間に微生物発酵によって生成されます。

微生物発酵では、藁、トウモロコシの穂軸、サトウキビ廃棄物などの植物由来のヘミセルロースを原料として利用することができます。加水分解・発酵により、高純度・高品質のキシリトールを生産する一方で、農業廃棄物を十分に活用し、農業廃棄物を高付加価値キシリトールにすることで、経済的コストを削減し、収益を上げることができます。

微生物発酵の基本原理は、微生物細胞内のキシロースレダクターゼを使用してキシロースをキシリトールに還元することである。自然界には酵母、真菌、細菌などの微生物が数多く存在します。その中でも、酵母はその豊富な資源と豊富な資源、急速な成長と高い加工能力から注目されています。近年、バイオテクノロジーの急速な発展に伴い、キシリトールを生産するために微生物発酵を使用する新しい方法となっています。現在、酵母からキシリトールを生産する研究が世界30余りの国と地域で行われている。キシリトールを生物発酵させて製造する技術は、実用化の段階にある。キシロースの菌株の不足、利用率の低さ、生産量の低さ、キシロースのリサイクルの難しさなどの広範な問題があり、工業化における微生物発酵の普及と発展が制限されている。

3.2生物学的発酵に影響を与える外部条件

3.2.1最初のキシロース濃度

キシロースは、反応材料として使用され、また、微生物の成長と代謝のためのエネルギーを提供します。キシロースの初期濃度が低いと、酵母細胞によるキシリトールの発酵を促進する。キシロースは、液体培地中で良好な安定性を有し、培養時間が長くなると徐々に劣化する。しかし、キシロースの初期濃度が高いと発酵液の浸透圧が上昇し、基材が阻害され、キシリトールの生成には寄与しない。最初のキシロース濃度は菌株によって異なるため、実際には状況に応じて最適な濃度を測定して発酵を行う必要がある。

3.2.2、溶存酸素

溶存酸素の量は、キシロース発酵または呼吸を決定する重要な要因の1つであり、成長のための炭素消費と生物転換の間のバランスを調節する。細菌の成長に必要な溶存酸素は、キシリトールの蓄積に必要な溶存酸素とは異なることがわかっている。酸素が十分にあるとき、細菌の成長は速いが、キシロースの変換率は低い。限られた酸素条件下では、キシロースは容易にキシリトールに変換され、エタノール生産量は低い。エタノール発酵とブタノール発酵と同様に、キシリトール発酵に対する培養条件の影響は相補的であり、発酵過程で相互に作用する。

3.3技術の改善

3.3.1発酵プロセスの変更

生物学的反応のほとんどxylitol production are carried out in batch fermentation, and few batch or mixed fermentations have been reported. The feedstock of this invention can obtain high substrate concentrations and further improve the yield of xylitol. The use of chemically hydrolyzed cellulose as a fermentation substrate can also effectively reduce the toxicity of inhibitors.

工業生産がバッチ発酵に移行しているため、キシリトールの生産量を増やす上で細胞回収が問題となっています。微生物発酵法と酵素法の両方からのキシリトール抽出プロセスの進捗状況をレビューする。その中で、微生物を原料とするバイオコンバージョン法は、現在、産業界で最も一般的に使用されている手法の一つであり、これを基礎としてさらなる研究の方向性が提案されている。広く採用されて固定化細胞技術程の生物学的発酵過程キシリトールの準備の特性上のメリットがあり、細胞濃度高など成長逮捕期間が短く速い反応速度いい再现性低費用・強い酵素安定縮小酵素が働きの喪失で拡張污染反対などが可能だ。

その他の修正プロセスには、発酵プロセスに共基質を追加する、機械的攪拌、超音波アシスト機械的攪拌、応力応答を強化し、細胞膜の透過性を変更する他の方法を使用する。

3.3.2株修正

栽培条件や発酵過程を改善するだけでなく、従来の菌の物理的・化学的変異原性を利用するなど、菌自体の構造を改変してキシリトールをより多く生産する株を得ることも可能です。

例えば、浙江大学のアカデミー会員であるchen xuesong氏とphdのyang shengli氏は、" mutagenesis and selection of high-yield xylitol strains and optimization of fermentation media "と題する論文を発表しました。本論文では,化合物変異原法による早期自然スクリーニングで得られた株のキシリトール変換率を調べ,それに基づいて発酵培地中の窒素源と無機塩の含有量を最適化することで,後の産業応用に向けた技術基盤の構築を目指す。実験では、キシリトール発酵菌y-3(キシリトール変換率36.5%)を中心とした株型を選択し、紫外線および化学的変異原性育種と選択を総合的に行った。最後に、2回にわたる総合的な突然変異誘発育種により、キシリトールの変換率54.5%と、元の開始株に比べ49.3%増加し、収量の高い新しいキシリトール産生プロバイオティクス株が得られた。

4. キシリトールの新しい用途-キシリトールの環境上の利点

金属化合物の需要の増加に伴い、さまざまな化学形態の重金属が鉱区に大量に流入しています。特に、中国政府は「第13次5カ年計画」以降、鉱区の生態系回復に対する要求を高めており、鉱区の重金属汚染を合理的に抑制することが大きな課題となっている。現在、土壌重金属の処理・処理技術の中で、低コストかつ迅速な処理が可能な化学処理・処理技術が広く用いられています。このうち抽出は一般的に使用されている成熟した化学処理方法です。

土壌浸出とは、洗浄液を土壌に注入または浸透させて土壌層を通過させて処理し、土壌中の汚染物質を分析した後、汚染物質を含んだ洗浄液を処理して再利用することだ。単離液の研究では、edtaやサポニンなどの様々な化学試薬を用いて重金属イオンを除去できることが示されている。しかし、鉱山土壌中の重金属の多様性のため、単一の溶離液の影響は比較的小さいです。

近年、私たちは、複雑な溶離液の相乗的な溶媒効果機構を用いれば、様々な溶離液を意図的に適用して複雑な反応を行うことができ、様々な非鉄重金属や有害土壌物質の生化学処理を共同で完了することを発見しました。溶離液を低用量で使用すると、土壌中の非鉄重金属を最大限に除去する効果が得られるだけでなく、溶離液が土壌と細菌集団の生化学的特性に及ぼす有害な影響を減らすことができます。

論文がそびえ効果xylitol-based end-carboxylated hyperbranchedポリエステル/ L35合成がそびえ' s重金属污染土壌から鉱山地域」李美蘭と博士らキシリトール中間の核心として使われるクエン酸がcomonomerとして、xylitol-based end-carboxylated hyperbranchedポリエステル(HBP-COOH)準備に成功したことで溶けコンバージェンスだ。溶融重合法によりキシリトール型多分岐ポリエステル(hbp-cooh)の製造に成功し,生成されたhbp-coohとl35との組み合わせが,テーリング池領域の異なる環境cd, pbおよび各種金属板に対して,異なる条件下での浸出効果を振動浸出法により分析した。キシリトール系末端カルボキシル化ポリエステル/ l35複合溶出剤は、鉱区の汚染土壌や非鉄重金属に対してより強い溶出効果を有する。

5. キシリトール研究の方向性と意義

近年、キシリトールは歯の健康を改善し、血中脂質の蓄積を減らし、骨の強さを高め、運動能力を高めることが示されている。キシリトールはまた、高血圧や肥満の代替として様々な食品に広く使用されている機能性甘味料です。

There are six main types of bacteria in the intestine, including bifidobacteria, streptococcus lactis and other beneficial bacteria. Microecological preparations in the intestine, mainly short-chain enterococci, can improve the intestinal environment. Xylitol and dietary fibres such as chestnut polysaccharides are important prebiotics. However, because it cannot be directly absorbed and used by the body, it can only exert its prebiotic effect as a carrier for microorganisms, which limits its scope of application in foods and also affects people&#プレバイオティクスの機能の39の理解。

も現在、陶磁研究キシリトールむと,消化管に与える影響に関して有益はキシリトールは規制効果が大きい胃腸植物、特に病気の診断予防であるが足りなかった原理に関する研究キシリトールとビフィズス菌に与える影響に関してしたがって、キシリトールに関する現在の研究の鍵は、その前生物学的効果、作用部位および作用機序を現代の生物学的技術を通じて探求し、前生物学的効果のより多くを発見し、その適用範囲をさらに拡大するのを助けることである。キシリトールの大きな可能性はまた環境保護の事業のための新しい考えと思考を開いた。