1 走入生活的木糖醇
近幾年一種新型的甜味劑木糖醇悄悄地走人生活，進人人們的視野，許多進口或國產的口香糖都采用了木糖醇作為甜味劑，在其產品包裝上注明“無糖型植物甜味劑——木糖醇”，隨著木糖醇在生活、醫(yī)藥和化工生產中的廣泛應用，人們不禁問我們已經有了蔗糖、果糖等甜味劑，為什么還要開發(fā)其代替品，木糖醇有什么優(yōu)良的性能呢?要回答這個問題還得從蔗糖說起。
許多人對甜味情有獨鐘，甜味可以取悅口舌，使人心情愉快。人們在生活中獲得甜味，大多依靠食糖，而蔗糖是最常用的一種食糖，因而蔗糖在人們的生活中有著非常重要的地位。蔗糖人們喜愛的一種食品，它既可以改善主副食的風味，又能增進人體健康。世界各國蔗糖的消費量越來越大，但是過多吃蔗糖，會給身體帶來壞處。吃蔗糖過多容易引起齲齒。高血壓病人吃糖或含糖太高的食物，血脂上升加快。糖尿病患者更不能吃糖�；谶@些原因，為了讓人們毫無顧及的吃到可口的甜味，并不擔心患齲齒、血脂血糖升高，科研人員研究開發(fā)蔗糖替代品的工作一直沒有停止。經過各國科研人員的辛勤努力，許多非糖甜味劑被開發(fā)出來，其中木糖醇是一種非常理想的替代品，木糖醇由此引起了人們的關注，越來越多的被廣泛應用，悄然走進了人們的生活。
2 木糖醇的理化性質
1890年木糖醇被德國科學家發(fā)現，并首先用作糖尿病人的甜味劑。木糖醇廣泛存在于各種水果和蔬菜中，只是含量很少。如按每100 g干物質計算，香蕉和菠蘿中含木糖醇21 mg，胡蘿卜中含86．5mg，洋蔥含89 mg，萵苣含131 mg，南瓜含96．5 mg，菠菜含107 mg，卷心菜含94 mg，草莓含360 mg。1962年科學家證明人體中也存在木糖醇。它是糖類代謝過程的中間產物，通常每100 mL血液中含有0．03 mg～0．06 mg的木糖醇。木糖醇是白色粉末狀結晶，外觀象綿白糖。
2．1 甜昧度
木糖醇是所有健康糖醇中甜度最高的，相當于蔗糖。木糖醇在低溫下甜度更高，隨溫度的下降，甜度有上升趨勢。
2．2 溶解性
在人體體溫附近時，木糖醇比蔗糖更易溶解。木糖醇的溶解熱較山梨醇更多，可產生強烈的清涼感。
2．3 水分活性
木糖醇的水分活性比山梨醇的水分活性低，能提高食品的保存性。
木糖醇在口腔內不被細菌發(fā)酵利用，不產生酸，能有效防止齲齒。從木糖醇的理化性質上看，木糖醇是一種理想的蔗糖代替品，它具有甜味足，溶解性好，防齲齒，適合糖尿病患者的優(yōu)點。
3 木糖醇的醫(yī)用價值
3．1 防止齲齒
據全國口腔健康流行醫(yī)學抽樣調查，我國有一半人患有齲齒。齲齒總數約為2O億顆，其中5歲兒童的齲齒發(fā)病率為77％ ，平均每個孩子有5顆壞牙，另有63％ 的35歲一44歲中年人患有齲齒，65％的65歲一74歲老年人患有齲齒，齲齒已成為口腔常見病、多發(fā)病之一。齲齒的產生是因為人們經常食用蔗糖或含糖高的食物，殘余在口腔中的蔗糖在細菌的作用下產生酸性物質，從而使礦物質流失，腐蝕蛀壞牙齒，形成齲齒。經常食用木糖醇能有效的防止齲齒，醫(yī)學工作者曾作過試驗，把受試者分為食用木糖醇、蔗糖和果糖3個組，經過2年的試驗，發(fā)現食用木糖醇的小組齒率比食用蔗糖的小組少9O％ ，果糖組比蔗糖組少3O％ 一4o％ ，在此實驗的基礎上實驗人員對早期齲齒患者進行食用木糖醇口香糖的試驗，每天吃3—7片約10 g木糖醇，經一年試驗，齲齒的早期損壞恢復了，齲齒的發(fā)展停止了。木糖醇能防止齲齒是由于木糖醇在口腔中不會被細菌發(fā)酵利用，形成酸性物質使牙齒的礦物質流失，導致齲齒。它不能給細菌提供生存的營養(yǎng)，能抑制細菌的增長，根據中華口腔醫(yī)學會口腔預防專業(yè)委員會副主任委員、全國牙防組成員胡德渝教授介紹：含有木糖醇的無糖口香糖的護齒作用主要源于唾液，咀嚼無糖口香糖，可以大大增加唾液流量，而唾液能中和口腔內的酸性物質，其含有的豐富礦物質還可幫助牙齒的再礦化，參與牙齒脫礦部位——小齲斑的早期修復。
3．2 降低血糖
木糖醇進人人體內不需要胰島素的幫助就可以透過細胞膜被吸收利用，并且不增加血糖和尿糖。食用木糖醇后12小時以內，有5O％ 一60％ 的木糖醇氧化生成二氧化碳和水，放出熱量，被人利用。有2％ 一10％從尿和糞便排出，有20％ 一30％ 以肝糖元或其他中間產物存在體內，不會增加血糖值。木糖醇還能適當的刺激胰臟少量分泌。臨床實驗表明，木糖醇能代替部分降糖藥物單獨使用。國外臨床實驗證明，糖尿病患者每天將木糖醇調人牛奶、豆?jié){等食品或用溫水沖服30 g，可以補充體內糖份。用木糖醇加工的奶糖、巧克力、果干等食品，既可以解決糖尿病患者不能吃糖或甜食的精神痛苦，減輕疾病，增強體力，調節(jié)飲食，同時還能減輕口渴、饑餓、尿頻的“三多”癥狀。
3．3 木糖醇的其他保健功能
木糖醇能調節(jié)人體脂肪代謝，降低血液中游離脂肪酸的含量，從而減少脂肪組織的形成，其低熱性不會提高人體脂肪貯存的脂蛋白脂肪酶的活性，可降低體內脂肪的積蓄。實驗證明長期食用木糖醇能降低體重，在美國木糖醇已經用于治療肥胖癥，并取得了一定的療效。
木糖醇還能促進肝糖元的合成，降低轉氨酶，提高葡萄糖的氨基酸利用率，使肝臟受到保護和修復。木糖醇還能消除血液中有害酮體的生成，可以作為抗酮藥物。木糖醇可以促進腸道內有益菌群的增殖，達到調節(jié)腸胃功能的作用，木糖醇作為新型改善
腸胃功能的功能因子，有很高的功能活性，是一種有前途的功能性添加因子。由于木糖醇的優(yōu)良性能，它被廣泛應用于食品、酒類、飲料等，1973年被國際食品添加劑會議正式列為A級食品添加劑。
4 木糖醇的生產
目前木糖醇的生產主要是從玉米芯中提取，其過程為：
(1)玉米芯的選擇：選用白色玉米芯作原料。
(2)水解：玉米芯含多縮戊糖36％ 一4O％ ，水解就是將以多縮戊糖為主組成的纖維素，在酸的催化作用下裂解并與水結合生產糖的過程。水解作用的設備主要是水解釜。首先進行預處理，將玉米芯投入水解釜內，然后加水在100℃ 的溫度下，蒸6omin，把水排除，再用0．1％稀硫酸處理。經酸預處理后的玉米芯，進入水處理階段(即水解)。工業(yè)生產上多采用低壓水解法。低壓水解法的控制條件為硫酸濃度l％ ，水解溫度120℃ ，水解時間4 h。玉米芯的水解產糖率可高達33％ 以上。
(3)中和：水解液含硫酸約0．6％ 一0．8％ ，pH為1左右。中和處理的目的是除去水解液中的無機酸。中和方法一般采用碳酸鈣法。首先把水解液注人中和缸，然后加溫，當溫度升到75℃ 一8O℃ 時，邊攪拌，邊加入碳酸鈣乳液，直到pH為2．3—3．0為中和點(控制適當中和點是本工序的關鍵所在)。為使中和后生成的硫酸鈣充分沉淀，需保溫養(yǎng)晶1h，最后通過壓濾機濾除硫酸鈣渣。
(4)蒸發(fā)：中和脫酸后的糖液濃度為5％ ，需通過減壓蒸發(fā)，使糖液濃度提高到3O％ 一35％ ，蒸發(fā)周期為7 h一9 h。
(5)脫色：濃縮后的糖漿色澤較深，需要進行脫色處理。常壓操作采用活性炭脫色法，活性炭用量一般為糖液的1O％ 。脫色時先把糖漿溫度提高到75℃ 一8O℃ ，pH控制在2．5左右，然后加活性炭，活性炭在酸性條件下脫色效果很好，脫色后物料透明度可達3O％ 一40％ 。
(6)離子交換：這道工序的目的是為了進一步凈化糖漿，處理后物料純度可達95％ 一97％ ，使糖漿呈無色透明狀。凈化周期約為28 h。
(7)加氫處理：離子交換后的凈化糖液，需進行加氫處理。加氫處理即為木糖的醛基在催化劑的作用下，升溫加壓氫化，轉變?yōu)榱u基的反應。從而使木糖轉化為木糖醇。
(8)濃縮、結晶、分離：氫化液含醇濃度一般低于15％ ，并帶有少量催化劑細末，需先過濾，再蒸發(fā)濃縮。濃縮到含醇為86％ 即可出料，壓人結晶機。當溫度降到64℃左右加入適當晶種，慢慢攪拌助晶，每小時降溫1℃ ，直到比室內溫度稍高時，即可分離取得成品。
(9)母液的回收：母液為結晶分離出成品后的副產品。每噸成品可得母液1噸。母液含雜質較多，純度低，粘度大，呈褐黃色，其中除大部分為木糖醇外，還含有少量的阿拉伯醇、山梨醇、甘露醇等雜醇，仍有一定的經濟價值。母液再經凈化處理，重新濃縮結晶，收率可達到母液的25％ 一3O％，其純度符合質量要求，只是養(yǎng)晶時間長，晶粒細。中國自60年代起，相繼在吉林市、保定市、銅川市、開化市建設了木糖醇生產設備。隨著人民生活水平的提高和多樣化食品的出現，國外、國內對木糖醇將有較大的需求，開發(fā)木糖醇的生產是很有前途的。