Industrielle Produktion von Xylitol
Xylit ist ein Polyol mit 5 Kohlenstoffatomen und einer ähnlichen Süße wie Saccharose (Polyole oder Polyalkohole sind Kohlenhydrate mit einem Molekül, das Monosacchariden ähnlich ist, jedoch eine Hydroxylfunktion anstelle von Aldehyd oder Keton aufweist).
Im kommerziellen Maßstab wird es durch chemische Umwandlung von Xylan hergestellt. Quellen für Xylan sind Birke und andere Harthölzer, die Schale aus Mandeln und Nebenprodukte der Papierherstellung. Der Gehalt an Xylan in diesen Materialien kann erheblich variieren, zusammen mit dem Vorhandensein von Nebenprodukten (Stangen oder Oligosacchariden), die während des Produktionsprozesses entfernt werden müssen. Die kommerzielle Synthese von Xylit umfasst 4 Schritte:
- Zerfall von Xylan-reichen Materialien und Xylan-Hydrolyse in Xylose
- Isolierung von Xylose aus dem Hydrolysat mittels chromatographischer Verfahren, um Lösungen zu erhalten, die reine Xylose enthalten
- Xylose wird in Gegenwart von Katalysatoren auf Nickelbasis zu Xylitol hydriert
- Kristallisation von Xylit.
Obwohl im Prinzip enzymatische Verfahren verwendet werden können, werden diese Verfahren nicht für die Synthese im kommerziellen Maßstab verwendet. Andere Synthesemethoden sind in der Literatur bekannt, haben jedoch nur wissenschaftliches Interesse
| FORMEL | C 5 H 12 O 5 |
| AUSSEHEN | Weißes kristallines Pulver |
| ODOR | niemand |
| SPEZIFISCHE DREHUNG | inaktiv |
| Schmelzbereich | 92-96 ° C |
| Siedepunkt | 216 ° C (760 mmHg) |
| Löslichkeit bei 20 ° C | 169 g / 100 ml H 2 O |
pH IN 100 g / l H 2 O | 5-7 |
| SÜSSKRAFT | Gleich Saccharose |
| STABILITÄT ' | Stabil bei 120 ° C, karamellisiert es nicht, wenn es nicht einige Minuten auf Siedetemperatur erhitzt wird |
Xylitol als Süßstoff
Derzeit wird Xylit als Süßstoff in vielen nicht kariogenen Süßigkeiten (Kaugummi, Schokolade, Gummibonbons) und seltener in diätetischen Lebensmitteln (z. B. Diabetikerprodukte), in pharmazeutischen Präparaten (Rachentabletten, Multivitamintabletten, Sirupen) verwendet Husten) und in Kosmetika (Zahnpasta und Mundwasser). In kleinen Anteilen wird es auch Getränken zugesetzt, um den Geschmack des Produkts und das Süßigkeitsprofil zu verbessern. Auf dem Etikett kann es sich hinter dem Code E967 verstecken.
Theoretisch kann Xylit auch in Backwaren eingesetzt werden. Wenn jedoch die Bildung der Kruste und der bräunlichen Farbe sowie die Karamellisierung erforderlich sind, muss ein reduzierender Zucker zugesetzt werden. Xylitol hemmt auch das Wachstum und die fermentative Aktivität von Hefen, so dass sein Vorhandensein in Produkten, die natürliche Hefen benötigen, nicht geeignet ist.
Das Auflösen von Polyolen in Wasser ist ein endothermer Prozess (der Wärme absorbiert), bei dem die Lösung stärker abgekühlt wird als die von der Saccharose gelieferte. Diese organoleptische Eigenschaft, die zu einem Gefühl der Frische in der Mundhöhle führt, wird in großem Umfang für die Herstellung von Kaugummi ausgenutzt. Insbesondere der Kühleffekt verbessert die Wahrnehmung des Minzaromas.
Der Kühleffekt ist offensichtlich nicht zu spüren, wenn Xylit bereits in dem Produkt gelöst ist, in dem es enthalten ist (Zahnpasten, Mundwässer) oder in amorpher Form vorliegt (Gelees im Allgemeinen).
Xylitstoffwechsel und ernährungsphysiologische Eigenschaften
Alle Polyole werden langsam aus dem Darm resorbiert, da ihr Transport durch die Schleimhaut nicht durch ein bestimmtes Transportsystem erleichtert wird. Daher wird nach der Einnahme großer Mengen von Xylitol nur ein kleiner Teil absorbiert und in das enteropathische System (durch die Pfortader) befördert. Der größte Teil des aufgenommenen Xylits gelangt in den distalen Teil des Verdauungstrakts, wo es von der lokalen Bakterienflora fermentiert wird. Fermentationsprodukte sind kurze oder flüchtige Fettsäuren (Acetate, Propionate, Butyrate) sowie geringe Gasmengen (H 2, CH 4, CO 2 ). Fettsäuren werden aus der Leber entnommen und in den Mitochondrien zur Herstellung von Acetyl-CoA und Propionyl-Co-A verwendet.
Für Xylit und andere Polyole wurde ein Heizwert von etwa 2, 8 bis 2, 9 kcal / g geschätzt. Dieser Wert ergibt sich aus der Überlegung, dass nur etwa ein Viertel des vollständig aufgenommenen Xylits im Darmtrakt resorbiert wird. Dieser Teil, der dann durch den Glucuronat-Pentose-Phosphat-Shunt metabolisiert wird, liefert 4 kcal / mol. Nicht absorbierte ¾ werden von der Darmflora fast vollständig fermentiert. Es wurde geschätzt, dass 42% der von nicht absorbiertem Xylit gelieferten Energie durch den Stoffwechsel und das Wachstum von Bakterien verbraucht werden, während dem Körper ungefähr 58% der Energie zur Verfügung stehen. In Anbetracht dieser Überlegungen hat die Europäische Gemeinschaft den Brennwert von Xylit und anderen Polyolen auf 2, 4 kcal / g festgesetzt.
Die Ergebnisse von Tierversuchen (Ratten, Katzen, Hunde) zur Bewertung der Xylitoltoxizität zeigten unabhängig vom Verabreichungsweg eine sehr geringe Toxizität und zeigten sich nur bei hohen Dosen. Darüber hinaus ist Xylitol nicht mutagen und akariogen (es verursacht keine Karies).
Die Verträglichkeit von Xylitol in hohen Dosen wurde in zahlreichen Studien an Diabetikern untersucht. Die Ergebnisse dieser Studien haben eine gute Verträglichkeit auch bei hohen Dosen gezeigt. Es wurden keine Änderungen der klinischen Parameter beobachtet. Die einzige Nebenwirkung ist eine vorübergehende abführende Wirkung, insbesondere wenn Xylitol mit langsam verdaulichen Kohlenhydraten assoziiert ist.
Siehe auch: Xylitol in Kosmetika
