木糖醇:有機化合物-中文百科頻道

理化性質

MDL号：MFCD00064292

若無特别說明，人們很難将木糖醇與蔗糖分辨。

木糖醇低溫品嘗效果更佳，其甜度可達到蔗糖的1.2倍。木糖醇入口後往往伴有微微的清涼感，這是因為它易溶于水，并在溶解時會吸收一定熱量。

毒性：小鼠經口LD50為22g/kg體重，安全，ADI不作特殊規定。

在一定程度上也有助于牙齒的清潔度，但是過度的食用也有可能帶來腹瀉等副作用，這一點也不可忽視。

木糖醇，木糖醇為白色晶體或結晶性粉末，極易溶于水，微溶于乙醇與甲醇，熔點92~96℃，沸點216℃。10%水溶液pH5.0~7.0。

性能

木糖醇甜度與蔗糖相當，溶于水時可吸收大量熱量，是所有糖醇甜味劑中吸熱值最大的一種，故以固體形式食用時，會在口中産生愉快的清涼感。木糖醇不緻齲且有防齲齒的作用。代謝不受胰島素調節，在人體内代謝完全，熱值為10kJ/g ，可作為糖尿病人的熱能源。

測定方法

方法名稱：木糖醇原料藥—木糖醇的測定—氧化還原滴定法

應用範圍：本方法采用滴定法測定木糖醇原料藥中木糖醇的含量。本方法适用于木糖醇原料藥。

方法原理：供試品加水稀釋後取适量置碘瓶中，加高碘酸鉀溶液及硫酸溶液後，再加碘化鉀，用硫代硫酸鈉滴定液滴定，近終點時，加澱粉指示液，繼續滴定至藍色消失，并将滴定的結果用空白試驗校正，根據滴定液使用量，計算木糖醇的含量。

試劑

1、高碘酸鉀溶液

2、硫酸溶液（1mol/L）

3、硫酸溶液（0.5mol/L）

4、碘化鉀

5、硫代硫酸鈉滴定液（0.1mol/L）

6、澱粉指示液

7、稀硫酸

8、基準重鉻酸鉀

試樣制備

1、高碘酸鉀溶液

稱取高碘酸鉀2.3g，加1mol/L硫酸溶液16.3mL與水适量使溶解，再用水稀釋至500mL。

2、硫酸溶液（1mol/L）

取硫酸60mL，緩緩注入适量水中，冷卻至室溫，加水稀釋至1000mL，搖勻。

3、硫酸溶液（0.5mol/L）

取硫酸30mL，緩緩注入适量水中，冷卻至室溫，加水稀釋至1000mL，搖勻。

4、硫代硫酸鈉滴定液（0.1mol/L）

配制：取硫代硫酸鈉26g與無水碳酸鈉0.20g，加新沸過的冷水适量使溶解成1000mL，搖勻，放置1個月後濾過。

标定：取在120℃幹燥至恒重的基準重鉻酸鉀0.15g，精密稱定，置碘瓶中，加水50mL使溶解，加碘化鉀2.0g，輕輕振搖使溶解，加稀硫酸40mL，搖勻，密塞，在暗處放置10分鐘後，加水250mL稀釋，用本液滴定至近終點時，加澱粉指示液3mL，繼續滴定至藍色消失而顯亮綠色，并将滴定結果用空白試驗校正。每1mL硫代硫酸鈉滴定液（0.1mol/L）相當于4.903mg的重鉻酸鉀。根據本液的消耗量與重鉻酸鉀的取用量，算出本液的濃度。室溫在25℃以上時，應将反應液及稀釋用水降溫至約20℃。

5、澱粉指示液

取可溶性澱粉0.5g，加水5mL攪勻後，緩緩傾入100mL沸水中，随加随攪拌，繼續煮沸2分鐘，放冷，傾取上層清液，即得，本液應臨用新制。

6、稀硫酸

取硫酸57mL，加水稀釋至1000mL。

操作步驟：精密稱取供試品約0.2g，置100mL量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻，精密量取5mL，置碘瓶中，精密加高碘酸鉀溶液15mL與0.5mol/L硫酸溶液10mL，置水浴上加熱30分鐘，放冷，加碘化鉀1.5g，密塞，輕輕振搖使溶解，在暗處放置5分鐘，用硫代硫酸鈉滴定液（0.1mol/L）滴定，至近終點時，加澱粉指示液2mL，繼續滴定至藍色消失，并将滴定的結果用空白試驗校正。每1mL硫代硫酸鈉滴定液（0.1mol/L）相當于1.902mg的C5H12O5。

注：“精密稱取”系指稱取重量應準确至所稱取重量的千分之一。“精密量取”系指量取體積的準确度應符合國家标準中對該體積移液管的精度要求。

生産工藝

中和脫酸

中和脫酸工藝就是在淨化水解液時采用中和法。上世紀六十年代，我國木糖醇在保定開始試生産時，就是采用這個方法，如保定廠的一号生産線。此法的工藝路線如下：原料 → 水解→ 中和 → 濃縮→ 脫色→ 離子交換→ 濃縮→ 加氫 → 濃縮→ 結晶→ 分離→ 包裝

這是典型的木糖醇生産工藝，在水解液淨化過程中，采取了一次中和一次離子交換工藝，在這個工藝的基礎上，又加了一次氫化液離子交換，就變成了一次中和脫酸二次交換工藝，都屬于中和脫酸工藝。我們知道，在木糖醇生産過程中，玉米芯首先要水解生産水解液，水解時要加催化劑—硫酸，而水解後，硫酸就存在于水解液中，但在生産過程中，這部分硫酸必須除去，顧名思義中和脫酸工藝就是用中和的方法将酸除去，中和劑通常用碳酸鈣。硫酸被碳酸鈣中和成石膏—硫酸鈣，硫酸鈣在水中的溶解度很小，絕大部分石膏都成為沉澱經過濾除去。

中和脫酸工藝的優缺點：中和脫酸工藝比較簡單，酸堿消耗低，可降低成本，設備也比較簡單，易操作，投資少。但由于它是初始工藝，必然有不足之處，它的缺點主要來至工藝本身，衆所周知，石膏雖然在水中的溶解度小，也不是絕對不溶解，在進入下個濃縮工序時，随着水解液變濃，石膏在水解液中濃度也變大，呈過飽和狀态，此時就有一部分石膏又沉澱出來，沉積在蒸發器的管壁上，形成隔熱層，降低蒸發效力，浪費蒸汽，降低設備利用率。由于，這層結垢很難除去，特别是很難用化學方法除去，不得不用機械法清除結垢，不但麻煩，而且勞動強度很大，對設備也有不同程度的損傷，降低設備的使用壽命。

離子交換

為了解決中和脫酸帶來的困惑，科技工作者和生産廠家的科技人員通過不懈的努力，研究開發了離子交換脫酸新工藝，如保定廠的二号生産線。離子交換脫酸工藝就是采用離子交換樹脂利用離子交換的方法将硫酸根除去。此工藝也有兩次交換和三次交換之分，但不管是兩次交換還是三次交換都有屬于離子交換的範疇。此法的工藝的路線如下：

原料→ 水解→ 脫色→ 離子交換→ 濃縮→ 離子交換→ 加氫 → 離子交換→ 濃縮→ 結晶 → 分離→ 包裝

每次交換的意義不同，所以采用的離子交換樹脂也不同，第一次交換主要是為了除去水解液中的硫酸根，所以采用陰離子交換，第二次交換采用陽離子交換樹脂，第三次交換用陽、陰兩種樹脂，也有單用陽樹脂的。離子交換脫酸工藝，工藝比較複雜，樹脂用量較多，設備較多，投資大。增加了酸堿消耗，加大了成本。但離子交換脫酸工藝還有它不可替代的優點，它解決了中和脫酸工藝品中設備結垢的缺點，提高了設備的利用率和使用壽命，減少了水解液中的灰份和酸的含量，提高了水解液的質量，相應的提高了産品質量。由于離子交換脫酸工藝有衆多的優越性，新建廠都采用了此工藝。

不論是中和脫酸工藝還是離子交換脫酸工藝，他們的最後一次交換，都是将氫化液再進行一次交換，來提高淨化液的質量，繼而提高産品質量。中和脫酸工藝和離子交換工藝，都有各自的優點和不足，采取那種工藝都必須揚長避短，最大限度發展優勢，提高經濟效益。

關鍵工序

木糖醇的生産工藝是比較長的，但必須把住幾個關鍵工序才能保證木糖醇産品質量和生産的順利進行，這就是協綱提領，幾個關鍵工序做好了就把住了木糖醇的生産要點。木糖醇有以下幾道值得注意的工序，分述如下。

水解

水解工序是木糖醇生産的第一道工序，是關系到木糖醇的質量和後序工序加工的難易的關鍵。如果把握不住水解液的質量，就會給後序工序帶來很多麻煩，最終會影響産品的質量。水解工序首要注意的問題是原料淨化問題，原料玉米芯要經篩選，洗滌，清除雜質，不要人為的把雜質引入水解液中，造成水解液質量的先天不足。水解工序參數三要素就是催化劑、水解溫度和時間。其中，催化劑隻是一個量的問題，卡住催化劑的用量就行了；水解溫度是值得關注的問題，溫度低隻能是水解不完全，而要是高了就會造成嚴重後果，溫度過高會使水解液中的木糖繼續脫水生成糠醛或深度水解生成低級的碳水化合物，如醋酸，丙酮等，也會使大量蛋白質水解，生成有機色素和膠體，這會對後續的淨化工序帶來很大困難。為了确保水解溫度适當可引進溫度自動控制系統，已經是很容易解決的問題了。同樣水解時間也不能不足或過長，會造成同水争溫度一樣的後果，多長時間好呢，雖然有一個基本時間，但要恰如其分，這就要操作者根據不同原料，不同氣候，根據長期積累的實際經驗來掌握。

中和

中和工序是中和脫酸工藝的關鍵工序，在這個工序将除去絕大部份無機酸-硫酸。中和效果的優劣要用pH值控制,水解液的pH值一般在1～1.5，當中和到pH為4時，無機酸絕大部份中和掉，且有機酸也開始中和，當pH值5時，約有70%的醋酸、甲酸、乙酰丙酸等有機酸被中和掉，要想使全部有機酸被中和掉到pH為10。但是當pH值4～5時就會破壞糖，生成色素，中和時局部過堿也會造成還原糖分解，中和pH值通常為3.5，溫度70～80℃。

中和時是把硫酸中和成石膏沉澱，生成兩種石膏，一種是二水石膏（CaSO4·2H2O），另一種是半水石膏(2CaSO4·H2O)，這兩種石膏在不同溫度下溶解度不一樣，在80℃以下時二水石膏生成量大而溶解度比半水石膏小，但溫度過高生成的二水石膏量小，且溶解度增大，在中和時希望生成二水石膏越多越好。但沉澱和溶解是可逆的，為了使石膏生成的多，且結晶顆粒大，往往要沉降養晶，但時間不能過長，以免沉澱再次溶解。

脫色

脫色工序是木糖醇生産的主要工序，水解液中的色素有原料中的天然色素和在生産中生成的色素，天然色素如花色素是以配糖體存在的，在酸性介質中可以水解成一個糖和一個非糖體，在堿性中呈綠色，蛋白質和氨基酸水解時也産生含氮的有色物質，糖類在堿性中也分解生成色素，糖加熱時也可産生焦糖色。這些因素都會使水解液的色澤加深，影響木糖醇産品的質量，必須進行脫色處理。

脫色的原理很複雜，由于産品不同，脫色的原理也各不相同。木糖醇水解液的脫色基本屬于吸附脫色。吸附劑是多孔，比表面積很大的物質，吸附劑的種類較多。如白土、磺化煤、焦木素和活性炭，其中活性炭的比較廣泛。木糖醇水解液也曾試用過上述脫色劑，但相比之下還是活性炭比較理想。在活性炭的選用上和其他溶液大不相同，按常規活性炭的脫色能力通常是單位體積的活性碳能脫多少體積的甲基蘭溶液，而用于木糖醇水解液脫色的活性炭不能用這個傳統方法測試，必需在生産中用活性炭直接脫水解液的能力來比較，來測定活性碳質量的優劣。

脫色的原理既然是吸附，那就有吸附和解吸同時存在，為了讓脫色向正方向進行，脫色速度要快，溫度不要過高。

離子交換

水解液（也可稱為木糖漿）純度比較低，含有各式各樣的色素，灰份（石膏等），各種酸（硫酸、醋酸等），含氮物（蛋白質、氨基酸等），膠體等。這樣雜質複雜的木糖漿不經淨化是很難進行氫化生産出合格的木糖醇産品的。所以必須将木糖漿進行淨化，不然會使加氫催化劑中毒、失效。要使其純度達到95%以上，通過兩次交換以後，木糖漿的色澤接進無色，不帶酸性，以保證氫化反應的順利進行，提高産品的質量和收率。

兩種生産工藝都有離子交換工序，離子交換工序在木糖醇生産中是相當重要的工序，是影響木糖醇質量關鍵工序。在離子交換樹脂的選用上和交換工藝的改進上都有新的突破。同時每次交換的目的也不一樣，現以三次交換為例，看看交換工序的作用和發展。

第一次交換主要是為了除去水解液中的無機酸和有機酸，硫酸根是陰離子，所以，第一次是采用陰離子交換樹脂，陰離子交換樹脂的種類很多，不是每種樹脂都适合木糖醇生産的要求。原保定廠的技術人員在這方面做了大量工作，投入了大量人力和财力，經過多年的潛心研究，對國内外各種樹脂進行了詳細的篩選，取得了可喜的成果，篩選出大孔D型陰離子樹脂适合于木糖醇生産的要求，如大孔陰樹脂D296、D290等型号，為木糖醇工業的發展做出應有的貢獻。第一次交換采用大孔陰樹脂不但可以除去陰離子，而且可吸附除掉很多膠體雜質和色素

第二次交換的目的是為了除去灰份和陽離子，所以采用陽離子交換樹脂，陽離子交換樹脂的種類也很多，但常用的還是強酸型732用的比較普遍，732強酸型陽離子交換樹脂是苯乙烯磺酸型樹脂，其功能團為磺酸基，這種樹脂強度高，交換容量大，使用壽命長。陽離子交換樹脂在交換中除去陽離子雜質外，還能以吸附的形式除去膠體和非糖體，如糖醛酸、聚糖醛酸，還有含氮化合物等。

第三次交換是為了氫化液的淨化，淨化後的木糖漿經過加氫會增加酸度和金屬離子，要進一步淨化，以除去這些雜質，就采用第三次離子交換，一般第三次交換采用陽樹脂。這就是陰-陽-陽離子交換工藝。

上面叙述了木糖醇主要的生産工序，但并不意味着其他工序不重要，隻是這些工序操作難度大，對木糖醇生産起着關鍵作用。在這裡叙述了鮮為人知的工藝和技術，也披露了尚未公布于世的工藝和材料，将會對木糖醇的生産起到一定的作用。木糖醇在生活中的用途

木糖醇是一種具有營養價值的甜味物質，也是人體糖類代謝的正常中間體。一個健康的人，即使不吃任何含有木糖醇的食物，血液中也含有0.03-0.06毫克/100毫克的木糖醇。在自然界中，木糖醇廣泛存在于各種水果、蔬菜中，但含量很低。商品木糖醇是用玉米芯、甘蔗渣等農業作物中，經過深加工而制得的，是一種天然健康的甜味劑。

木糖醇白色晶體，外表和蔗糖相似，是多元醇中最甜的甜味劑，味涼、甜度相當于蔗糖，熱量相當于葡萄糖。是未來的甜味劑，是蔗糖和葡萄糖替代品。

木糖醇是白色晶體，外表和味覺都與蔗糖很像。從食品級來說，木糖醇有廣義和狹義之分。廣義為碳水化合物，狹義為多元醇。因為木糖醇僅僅能被緩慢吸收或部分被利用。熱量低是它的一大特點：每克2.4卡路裡，比其他的碳水化合物少40%。木糖醇從60年代開始應用與食品中。在一些國家它是很受糖尿病人歡迎的一種甜味劑。在美國，為了某些特殊目的可以作為食品添加劑，不受用量限制的加入食品中。

木糖醇是防齲齒的最好甜味劑（這也是木糖醇最早被我們所認識的一個特點），已在25年的時間内，不同情況下得到認證。木糖醇可以減少齲齒這一特性，在高危險率人群（齲齒發生率高、營養低下、口腔衛生水平低）和低危險率人群（利用當前所有的牙齒保護措施保護牙齒，牙洞産生率低）中均為适用。

以木糖醇為主要甜味劑的口香糖和糖果已經得到六個國家牙齒保健協會的正式認可。

功能

甜味劑

木糖醇做糖尿病人的甜味劑、營養補充劑和輔助治療劑：木糖醇是人體糖類代謝的中間體，在體内缺少胰島素影響糖代謝情況下，無須胰島素促進，木糖醇也能透過細胞膜，被組織吸收利用，促進肝糖原合成，供細胞以營養和能量，且不會引起血糖值升高，消除糖尿病人服用後的三多症狀（多食、多飲、多尿），是最适合糖尿病患者食用的營養性的食糖代替品。

改善肝

木糖醇能促進肝糖元合成，血糖不會上升，對肝病患者有改善肝功能和抗脂肪肝的作用，治療乙型遷延性肝炎，乙型慢性肝炎及肝硬化有明顯療效，是肝炎并發症病人的理想輔助藥物。

防齲齒

木糖醇的防齲齒特性在所有的甜味劑中效果最好，首先是木糖醇不能被口腔中産生齲齒的細菌發酵利用，抑制鍊球菌生長及酸的産生；其次在咀嚼木糖醇時，能促進唾液分泌，唾液多了既可以沖洗口腔、牙齒中的細菌，也可以增大唾液和齲齒斑點處堿性氨基酸及氨濃度，同時減緩口腔内PH值下降，傷害牙齒的酸性物質被中和稀釋，抑制了細菌在牙齒表面的吸附，從而減少了牙齒的酸蝕，防止齲齒和減少牙斑的産生，鞏固牙齒。

減肥

木糖醇為人體提供能量，合成糖元，減少脂肪和肝組織中的蛋白質的消耗，使肝髒受到保護和修複，減少人體内有害酮體的産生，不會因食用而為發胖憂慮。可廣泛用于食品、醫藥、輕工等領域。木糖醇與普通的白砂糖相比，具有熱量低的優勢——每克木糖醇僅含有2.4卡路裡熱量，比其他大多數碳水化合物的熱量少40%，因而木糖醇可被應用于各種減肥食品中，作為高熱量白糖的代用品。

穩定

生物木糖醇在體内代謝緩慢，因此它不會使胰島素突然上升或下降，普通食糖則會，木糖醇是胰島素的天然穩定劑，食品用後不會增加血液中胰島素，木糖醇還扮演着穩定激素的重要角色，高指标水平胰島素會增加雌激素産生，引起乳腺癌也幹擾了卵巢的健康功能，胰島素阻抗是産生激素問題（多囊卵巢綜合症）的重要原因；所以降低胰島素水平至關重要不僅對抵抗多囊卵巢綜合症而且對分解更多其他激素的不平衡降低乳癌風險有重要意義。

1、木糖醇在體内新陳代謝不需要胰島素參與，又不使血糖值升高，并可消除糖尿病人三多（多飲、多尿、多食），因此是糖尿病人安全的甜味劑、營養補充劑和輔助治療劑。

2、食用木糖醇不會引起齲齒，可以适用于作口香糖、巧克力、硬糖等食品的甜味劑。

3、由于其獨特的功能，與其他糖類、醇類調和食用，可作為低糖食品的甜味劑。

4、木糖醇口感清涼，冰凍後效果更好，可用在爽心的冷飲、甜點、牛奶、咖啡等行業。也可使用在健康飲品、潤喉藥物、止咳糖漿等方面。

5、為了身體健康，可用于家庭做蔗糖的代用品，以防止蔗糖食用過多引起的糖尿病肥胖症。

6、木糖醇是一種多元醇，可作為化妝品類的濕潤調整劑使用，對人體皮膚無刺激作用。例如：洗面乳、美容霜、化妝水等。

7、木糖醇具有吸濕性、防齲齒功能，并且液體木糖醇具有良好的甜味，所以可以代替甘油作煙絲、防齲齒牙膏、漱口劑的加香、防凍保濕劑等。

8、液體木糖醇可用在蓄電池極闆制造上，性能穩定，容易操作，成本低，比甘油更佳。

9、木糖醇是具有消炎抗菌療效作用的功能糖醇。

應用

根據我國《食品添加劑使用衛生标準》（GB2760-1996）中規定：木糖醇可代替糖按正常生産需要用于糖果、糕點、飲料。在标簽上說明适用糖尿病人食用。實際生産中，木糖醇可作為甜味劑、濕潤劑使用。用于食品的參考用量為：巧克力，43%；口香糖，64%；果醬、果凍，40%；調味番茄醬，50%。木糖醇還可用于煉乳、太妃糖、軟糖等。用于糕點時，不産生褐變。制作需要有褐變的糕點時，可添加少量果糖。木糖醇能抑制酵母的生長和發酵活性，故不宜用于發酵食品。