尤新：木糖醇功能及其食品应用

    摘要：木糖醇是五元醇，广泛存在于自然界的果蔬中，但含量甚少。在人体中木糖醇是糖类代谢的正常中间体。我国是国际上较早地研发了结晶木糖醇的国家。由于它和一般糖醇结构不同，因而比六元醇有更优越的生理功能，在无糖食品及医药、日化等行业有广泛用途。本文具体介绍了木糖醇在防龋齿、不增加血糖值、改善肝功能、促进双岐杆菌增殖等方面的功能及在食品工业的应用情况。

    一.木糖醇是自然界广泛存在的天然物质

    木糖醇和通常的山梨醇、麦芽糖醇六元醇不同，它只有五个碳原子，五个羟基，所以是五元醇。分子式C5H12O5，分子量152.15，其结构式是：

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    木糖醇是广泛存在于自然界果蔬中的天然物。但含量较低，例举如下：

    品种      每100g干物质中mg数

    香蕉             21

    草莓            362

    菠萝             21

    青梅            935

    苣菜            258

    胡萝卜          86.5

    洋葱            89

    莴苣            131

    菠菜            107

    白蘑茹          128

    韭菜             53

    由于自然界存在的木糖含量太低，因此国内外商品木糖醇的生产方法，均是采用含木聚糖的植物原料，如玉米芯、甘蔗渣、桦木等，经水解、氢化获得的结晶木糖醇，其化学结构和自然界完全相同，堪称天然安全的功能性食品配料。国际上欧、美、日等几十个国家，均批准木糖醇为安全的食品添加剂。

    二.木糖醇是人体糖类代谢的正常中间体

    应该指出,在人体的血液中，即使不摄入外来的木糖醇，也存在着0.03-0.06mg/100mg的木糖醇。糖代谢过程是人体获得能量的重要来源,一般由葡萄糖经由6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖、1,6-二磷酸果糖、磷酸丙糖、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸而进入三羧循环，最终转化成二氧化碳和水。这是糖代谢的正常途径。还有一条磷酸-戊糖侧路，由6-磷酸葡萄糖,通过6-磷酸葡萄糖酸酯,转化成5-磷酸核酮糖,由此得到磷酸核糖和核酸。这些均为人们熟知。此外还有一条葡萄糖醛酸-木酮糖侧路,这到1953年才被horowitz首次确定。它是由六个碳的葡萄糖醛酸,经由L-木酮糖、木糖醇、D-木酮糖、5-磷酸木酮糖和磷酸-戊糖侧路相联系。因而确认木糖醇是人体糖类代谢的正常中间体。一个正常健康的人,即使不摄入任何一点含木糖醇的食品,在其血液中也含有0.03-0.06mg/100ml的木糖醇。每个人的肝脏,每天能合成木糖醇5-15g。用示踪原与子法浏测定，人体中木糖醇来源自葡萄糖醛酸脱羧形成。生成的木糖醇进一步代谢时,和磷酸-戊糖侧路及正常糖类代谢途径相连接。据国外试验报导指出：人体肝脏代谢木糖醇的能力达0.37-0.5g/h/kgbw。服用木糖醇后,12小时内,有50-60%转化成CO2,从肺部呼出体外；在尿及粪便中排出2-10%；有20-30%转化成肝糖或其他中间体储存于细胞中。由于木糖醇代谢不同于一般糖类,不需要胰岛素促进,能直接透过细胞膜,成为组织的营养,而且还能微量促进胰岛素的分泌。所以木糖醇成为糖尿病人理想的食糖替代品。木糖醇虽然进入人体在肠部吸收缓慢，但一旦进入血液和细胞后，代谢速度相当快,每小时每公斤体重达0.7g。每克木糖醇全部代谢产生4.06卡热量。

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    三.木糖醇在我国的生产发展

    我国在上世纪五十年代末，由于油脂供应不足，导致甘油供不应求，轻工业部决定学习苏联经验，开展农业植物废料提取代甘油～木糖醇的研究。1962年在轻工部发酵研究所水解研究室，建立了木糖醇试验组，1965～1967年作为军民两用攻关课题，由国家科委投资，在吉林市第一化工厂，完成了从玉米芯到结晶木糖醇全流程中间试验，并通过了鉴定。七十年代初河北保定化工二厂，建成了年产300吨结晶木糖醇的生产车间。1975～1976年，在轻工业部组织下，由轻工业部食品发酵工业科学研究所水解室和广东南海糖厂、福建漳州糖厂、保定化工二厂合作进行了蔗渣水解制木糖和木糖醇的工业试验，获得了国家科学大会奖。1979年在此基础上于漳州糖厂建成了年产500吨结晶木糖车间。1979-1981年在浙江开化建成了以玉米芯为原料的结晶木糖醇厂。至今主要有保定宝硕、禹城福田、开化华康、汤阴豫鑫等，年产五千到1万吨的骨干企业。木糖和木糖醇生产能力已超过10万吨。目前产品大部分出口。国内结晶木糖醇用于糖尿病人的辅助治疗及各种食品的食糖替代品。液体木糖醇主要用于食品配料以及牙膏、卷烟、油漆代甘油。

    四.木糖醇的主要功能

    木糖醇是所有食用糖醇中，生理活性最好的品种。不论它在防龋齿、不增加血糖值，作为糖尿病人食品方面，显示了木糖醇比山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇等六碳醇，具有特别的优越性，

    （一）.糖尿病人的甜味剂、营养补充剂和辅助治疗剂

    木糖醇作为一种功能性甜味剂，能参与人体代谢，进入血液后，不需胰岛素能透入细胞，而且代谢速度快，不会引起血糖值升高。适合于糖尿病人食用的营养性食糖替代品。因为木糖醇代谢产生的能量和葡萄糖相同，而且和蔗糖有相同的甜度。根据我国复兴医院临床试验，糖尿病人每天服用30-50g，连续服用3-6月，结果是体力恢复100%，按血糖值测定，降糖有效率达80%，说明有轻微降低血糖值的效果，所以我们把木糖醇视为糖尿病人的甜味剂、营养补充剂和辅助治疗剂。2002年，国家药品监督管理局，将木糖醇批准为（WS1-XG-2002）糖尿病人的辅助治疗剂。

    （二）木糖醇的防龋特性

    糖是广大群众喜爱的一种有营养的甜食品，但是，吃糖太多产生龋齿。城市儿童踽齿率达70%以上。多年来，很多科学工作者一直在寻求新的食糖代用品，以便使健康者吃了不龋齿。比较全面和长期的通过人作试验，是芬兰、图尔库(Turku)大学牙科研究所，他们从1973年到1975年前后共进行了两年饮食试验及一年的口香糖试验。饮食试验有125人参加，分成三个组，分别食用普通食糖(蔗糖)、果糖、木糖醇制成的各种甜食品，包括烘烤食品，罐头、蜜饯、鲜汁、饮料、糖果等。125人中，用普通食糖饮食者35人，用果糖代替食糖者38人，用木糖醇完全代替食糖者52人。所有参加试验者均有不同程度的龋齿现象。经过二年的结果，令人信服的证明，木糖醇能比蔗糖减少龋齿发生率90％，果糖能比蔗糖减少30％，两年中，按人口计算，新的龋齿数字为：糖组7.2，果糖组3.8，木糖醇组0.0。在上述试验结果的基础上，图尔库大学又进行了用口香糖对蛀牙的对照试验，参加试验的全是牙科的学生，在一年内，仍按他们的牙齿卫生和饮食习惯，每天平均增加4～5块口香糖，第一组50人吃含普通食糖的口香糖，第二组吃含木糖醇的口香糖。经过一年试验结果，吃普通食糖做口香糖的那一组，出现2.9个新的龋齿，而吃木糖醇口香糖的那一组，几乎没有新的龋齿，虽然平时也吃含糖的食物。试验表明，木糖醇所以有防龋功能，是由于木糖醇不被产生龋齿的细菌所利用；木糖醇在口腔中不产生酸，而是在口腔中转成中性，防止了牙齿被酸蚀。我国自七十年代开始，先后在北京、淅江开化有关小学，开展了木糖醇防龋齿试验，取得了良好的结果。特别是开化是在237名小学生和89名幼儿中进行口服试验，时间分别为一年和八个月。观察结果为：小学生恒牙新龋齿发生率仅9.09%而对照组为41.67%。幼儿乳牙试验亦有效，但不如恒牙明显。

    （三）木糖醇改善肝功能：

    木糖醇能促进肝糖的合成，对肝病患者有改善肝功能和抗脂肝的作用。—九七四年经轻工部环保所推荐，复兴医院曾对病人进行过静脉点滴，发现效果较好。但患者反映输液不仅昂贵，而且麻烦，无法在家中自理。从一九七八年十一月至一九七九年十一月期间，试用口服木糖醇代替输液，治疗乙型迁延性肝炎、乙型慢性肝炎及肝硬化临床试验。由复兴医院靳洪贞大夫主持，在肝炎门诊选择60病例。治疗方法，在原服维生素B、C的基础上，增服木糖醇10～20g／次，3次／日，溶于温开水中，饭后饮用。每三个月为一疗程。治疗期间每月复查肝功一次，并系统观察病人的精神状态、症状变化等。据有完整观察治疗数据者36人的统计，其中乙型迁延性肝炎24例、乙型慢性肝炎7例、肝硬化5例，均为明显的肝功能损伤，且经长时间的中西药治疗无效的患者。经过木糖醇治疗三个月后，总有效率分别为：乙型迁延性肝炎为70.8％，乙型慢性肝炎为71.3％，肝硬化为80％。疗效标准：按1972年北京市肝炎协作组会议所订标准。

    2005年中国中医研究院西苑医院进行的木糖醇辅助护肝功能临床报告指出：

    通过100位肝病患者分为试食组与对照组临床试验，试食组要求每日加食木糖醇30克，连续三个月。结果表明,加食木糖醇组在恢复肝功能等方面有一定的作用，对脂肪肝、高脂血症也有益处，临床症状、肝功能、血脂均有改善，说明木糖醇是辅助护肝调脂的保健营养品。

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