자일리톨은 안전한가?

자일리톨이라는 단어는 그리스어로 나무를 뜻하는'자일로스 (xylos)'와 당알코올을 뜻하는'이톨 (itol)'에서 유래했다 [1].제2차 세계대전 중에는 설탕과 같은 자원이 부족해지자 감미료로서 자일리톨에 대한 연구가 심도 있게 진행되었다.세계보건기구 (WHO) 기술보고서 2003년 제916호에서는 열량 지출에 따라 식단과 칼로리 섭취의 균형을 맞추는 것이 건강한 생활습관을 지도하기 위해 필수적이라고 밝히고 있다.따라서 건강에 좋은 식품 대안에 대한 연구가 화두가 되고 있다 [2].

사람들이 점점 건강과 체력에 신경을 쓰면서 무설탕, 저칼로리 건강식품을 선택하는 경향이 점점 더 많아지면서 자일리톨에 대한 수요도 증가하고 있다.2015년 세계 자일리톨 시장은 7억 3720만 달러였으며, 2025년에는 13억 7000만 달러 [3]로 성장할 것으로 예상되어 거대한 시장 전망을 보여주고 있다.본 기사는 자일리톨의 물리화학적 특성, 제조 방법, 기능성 활동, 안전성 평가 및 식품 산업에서의 응용에 대한 고찰을 통해 과학적인 정보와 자일리톨의 추가 개발을 위한 참고 근거를 제공한다.

1. xylitol의 물리화학적 성질

자 일리 톨, also known as pentitol, is a type of polyol with the molecular formula C5H12O5 그리고the chemical name 1,2,3,4,5-pentahydroxypentane. It has a relative molecular mass of 152.15 g/mol and is the sweetest sweetener among polyols. The chemical structure 자 일리 톨의is shown 에서Figure 1. It consists of a five-carbon backbone, in which the carbonyl group (- - C=O) hydrocarbon is replaced by an alcohol group (- - CH-OH). An increase in the number of carbon atoms in the backbone structure is inversely proportional to the rate of absorption in the intestine. Absorbed xylitol is converted into glycogen or glucose and slowly released into the bloodstream, which is beneficial for maintaining stable glucose levels in both diabetic and non-diabetic populations [4].

자일리톨은 백색 고체, 결정 또는 세분 구조로 무취이며 녹는점이 92-96°C입니다.자일리톨은 물에 대한 용해도가 매우 높고 메탄올이나 에탄올과 같은 유기용매에 약간 용해될 뿐이다.20 °C에서 자일리톨의 용해도는 169 g, 용액의 열은-145.6 J/g, 열 에너지는 16.99 J/g으로 단맛과 풍미를 일반 백설탕과 비슷하며, 자일리톨 1 g은 같은 양의 백설탕보다 2/3 적은 2.4 cal의 열량만 함유하고 있다 (백설탕 1 g은 4 cal)-칼로리가 낮고 [5], 체중을 줄일 수 있으며, 지질의 축적 및 콜레스테롤의 합성을 억제할 수 있다는 장점이 있다 [6],그리고 저칼로리 감미료의 새로운 유형이다 (표 1) [7].자일리톨은 입에 닿으면 빠르게 열을 녹이고 흡수하기 때문에 자일리톨이 함유된 식품은 냉각 효과가 있는 것으로 인식된다.따라서 그것은 종종 식품 감미료 및 새로운 냉각제로 사용됩니다.1960년대에 자일리톨은 천연 특성 [8]으로 인해 식품, 음료, 제과, 제약 산업에서 널리 사용되었다.

2. Xylitol 준비 방법

Xylitol preparation methods include direct extraction, chemical synthesis, and bioconversion (Figure 3). In the past 20 years, xylitol 생산technology has become increasingly mature, and chemical synthesis and bioconversion have become the main methods for producing xylitol.

2.1. Direct 추출법

자일리톨은 1890년 독일 과학자 에밀 피셔가 너도밤나무 껍질에서 처음 분리했고, 1902년 노벨화학상을 받았다.자일리톨은 딸기, 노란 자두, 콜리플라워 및 기타 과일과 채소 (300에서 935 mg/100 g 건조 중량) [9]와 같은 자연에서 식물성 원료에서 자연적으로 발견된다.자일리톨은 용매추출을 이용하여 식물소재에서 직접 추출할 수 있으나 과일이나 채소와 같은 식물소재에 함유되어 있는 자일리톨의 함량은 낮다.살구와 자두의 자일리톨 함량이 다른 식물성자재에 비해 높고 녹색자두의 자일리톨 함량은 건중량의 1% 정도이지만 이들 자두에서 자일리톨을 직접 추출하려면 특수 설비가 필요해 에너지 소모가 많고 생산비용이 많이 든다.

2.2 화학적 합성

1970년대에 핀란드는 크로마토그래피를 이용하여 다양한 리그노셀룰로오스 물질로부터 d-자일로스를 분리하는데 앞장섰다.그 후 d-자일로스는 고온, 고압과 수소의 촉매작용으로 자일리톨로 환원되었고,이 방법은 산업용 자일리톨 생산법으로 발전되었다 [10].

자일리톨은 화학 합성 [11]을 통해 순수한 d-자일로스를 직접 환원시켜 생산할 수도 있고, 자일로스가 풍부한 리그노셀룰로오스 바이오매스로부터 합성할 수도 있다.현재 국내외에서 자일리톨의 상업적 생산은 천연 밀짚, 밀기루, 옥수수 대, 옥수수 cobs 등 펜토산이 풍부한 원료를 이용하여 산가수분해 (예:HCl, H2SO4) 등의 전처리를 거쳐 자일로스를 헤미셀룰로스 분분으로부터 정제하고, 촉매의 작용으로 수소화 반응이 일어난다.니켈은 일반적으로 화학 합성에서 촉매로 사용되며 니켈 촉매 공정은 크실리톨의 대규모 생산을 달성하기 위해 사용됩니다 [12-13] (그림 2).

2.2.1 화학 합성의 주요 과정

2.2.1.1 지구

산 또는 효소를 이용하여 리그노셀룰로오스 바이오매스의 가수분해를 수행할 수 있다.화학 가수분해에서 황산은 휘발성이 적고 장비를 부식시키지 않기 때문에 널리 사용된다.산가수분해는 효소가수분해에 비해 비용이 저렴하고 간단하며 효과적이고 경제성이 있으며 속도가 빠른 등 장점이 있다.산 가수분해 중에 산 농도, 온도, 거주 시간, 액체와 사료 비율을 바꾸는 것은 당 회수에 결정적인 역할을 한다 [14].

분리 및 정화 2.2.1.2

산 가수분해 후, 화학 합성을위한 자일로스를 얻기 위해 헤미셀룰로스 분획으로부터 원료를 정제해야합니다.원료의 헤미셀룰로오스 분율은 다른 당의 중합체를 포함하므로 화학 합성 공정에는 이러한 부산물을 제거하기 위한 집중적인 정제 및 분리 단계가 포함됩니다.특허받은 발명에 의해 자성 고체산 촉매를 이용하여 바이오매스 헤미셀룰로오스에서 자일리톨을 직접 제조하는 방법이 공개되었으며, 가수분해 및 수소화 과정에서 부산물이나 과도한 가수분해 생성물이 생성되지 않는다 [15].

수소화 반응 2.2.1.3

In catalytic hydrogenation, the nickel catalyst requires a high purity xylitol solution, and an ultrapure xylose solution is needed. The conversion rate can be as high as 98% when nickel is used as the catalyst. When the hydrogenation reaction is carried out in a continuous reactor containing Ru/SiO2 and Ru/ZrO2 catalysts, the yield of xylitol is 99.9% [14]. Nickel catalysts are severely lost during the catalytic process and are toxic, polluting the environment and seriously affecting the development of enterprises and international competition. A recent study by Adier et 알다.[16] found that the use of iron as a promoter for nickel during the aqueous phase hydrogenation of xylose exhibited higher catalytic activity and stability than the monometallic nickel catalyst, and could effectively improve the catalyst activity. Iron is a promising nickel promoter because of its abundant reserves and low price.

복잡한 수소 첨가 장비와 고온 및 압력에서 작동하는 어려움은 크실리톨 화학 합성의 경제적 타당성에 부정적인 영향을 줍니다.따라서 자일리톨의 경제적 타당성 및 국제경쟁력 향상을 위해보다 안전하고 무공해 저비용의 자일리톨 생산방법 확보를 목적으로 자일리톨 제조방법에 대한 연구를 지속적으로 개선하고 모색할 필요가 있다.

2.3 생물전환법

생명공학 경로는 polydextrose를 함유한 농업 폐기물 (corncobs, 배가스, 올리브 포마스 등) [17]을 이용하여 묽은 산 가수분해를 통해 자일로스 가수분해물을 얻는다.그러면 미생물 (박테리아, 곰팡이 및 효모 등)은 자일로스를 자일로스 이성질체 경로 또는 자일로스 환원타스-자일리톨 탈수소효소 경로를 통해 자일로스를 자일리톨로 환원시키기 위해 자일로스를 대사할 수 있다 [18].헤미셀룰로오스 가수분해물의 미생물 발효를 이용하여 자일리톨을 생산하면 반응조건이 온화하고 조작이 간단하며 환경 친화성이 있고 오염이 비교적 적을뿐만 아니라 제품의 품질과 안전성이 신뢰할 수 있는 장점이 있다.이 폴리올 [19]을 얻기 위한 잠재적인 저가 대체 방법이 되었다.

주요 생물 전환 공정 2.3.1

미생물의 선발 2.3.1.1 

이러한 미생물을 이용하면서도 효모가 가장 효과적인 것으로 평가되고 있다producer of xylitol and is a natural strain that consumes xylose. Raquel et al. [20] isolated the Amazonian Schizosaccharomyces pombe was found to have a high ability to convert xylose to xylitol. Débora et al. [21] showed that xylitol extraction using Amazonian Schizosaccharomyces yeast fermented bagasse and recovered by supercritical fluid reached a purity of 99.59%. Zhao Xiangying et al. [22] found that the addition of glucose during the cultivation of the Saccharomyces cerevisiae strain SFX-Y9 can increase the cell concentration and shorten the cultivation time, and has the prospect of industrial development and application. However, the xylitol yield is still relatively low, so further strain improvement is necessary to increase the xylose conversion rate. Zhang [23] showed that by mutagenizing tropical Candida, a strain with high xylitol production can be selected, and the xylitol yield is increased by 22%. During the accumulation of xylitol, Candida can maintain a reduction-oxidation balance, which is an advantage over engineered brewing yeasts. The market for xylitol is constantly expanding. If a high-yield strain of xylose is exploited, the cost of producing xylitol can be reduced by using bioconversion instead of chemical synthesis.

헤미셀룰로오스 가수분해물의 해독 2.3.1.2

농업폐기물을 묽은 산으로 가수분해하여 헤미셀룰로오스 가수분해물을 얻고 이를 농축, 해독한 후 발효시켜 헤미셀룰로오스 가수분해물을 얻는다.아세트산 및 포름산, furfural, 5-hydroxymethylfurfural, phenolic 화합물과 같은 발효 억제 화합물이 산 전처리 중에 생성될 수 있습니다.가수분해물에서 억제 화합물을 제거하는 것은 제품 회수 비용의 주요 장애입니다.문헌 보고 [18]에 따르면, 자일리톨 결정은 세균 균주를 발효시키고 2%의 활성탄으로 해독하여 회수되었으며, 흡착제의 재생 및 재사용으로 하류 비용을 약 32% 절감하였다.가수분해 과정에서 생성되는 유해물질은 미생물의 성장을 억제한다.배가스 가수분해물 처리에 사용되는 온도, 시간, pH, 흡착조건을 변화시킴으로써 미생물에 의한 유해물질 생성을 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 이는 미생물 발효에 큰 영향을 미친다 [24].

비록 생물전환기술경로의 운행조건이 온화한것은 친환경공정이지만 생물전환기술경로에는 여전히 병목과 도전이 존재하여 생물전환공정의 확장을 저애하고있다.미생물 균주의 적응성의 추가 최적화는 자일리톨의 생물학적 수율을 향상시키기 위한 현대적인 전략 및 기술 연구 방향이다;자일리톨 생물 전환으로의 자일로스의 수율 향상을 위한 공학적 미생물 균주의 개발;그리고 자일리톨 정제공정의 최적화를 통해 균주의 발효효율, 회수율 향상 및 전환주기 단축을 도모하였다.또한 대규모 구현을 위한 공정의 타당성 판단을 위해서는 전체 생산체인에 대한 기술경제학적 분석이 필요하다.생물변환 기술 루트가 상용화되기까지는 아직 극복해야 할 과제가 남아 있다.

식품 산업에서 크실리톨 응용 프로그램 3

자일리톨은 백설탕과 극히 유사한 물리적, 화학적 특성과 그 자체의 고유한 특성 및 다양한 생리 활성을 모두 가지고 있으며 [25] 식품 산업에서 널리 사용된다.

3.1 식품의 기능성 감미료로서의 자일리톨

당뇨병 식품 중의 자일리톨 3.1.1

당뇨병 (DM)은 내분비 질환을 특징으로 β-cell 기능 장애 또는 인슐린 저항을 야기하는 인슐린 결핍에 의해 야기 되는 비정상적인의 혈당 증가 했다.전세계적으로 가장 흔하고 성장 속도가 빠른 질병 중 하나이다 [26].2030년에는 5억 7800만 명이 당뇨병에 걸릴 것으로 추정되며, 2045년에는 51% (7억 명) 증가할 것으로 추정된다 [27].

자일리톨은 항산화 성질을 가지고 있으며 혈당 및 혈청 프락토사민 [28]을 감소시키면서 효과적으로 내당성과 혈청 인슐린 농도를 향상시킬 수 있다.이는 식품의 단맛을 유지하면서 식품의 당분을 감소시킬수 있으며 혈당을 상승시키지 않을것이다.각종 당뇨병 식품 및 다이어트 식품 [29]에 사용할 수 있다.이상메이 외 30인 등은 자일리톨 호박 소스, 호박 유지, 호박 고기 음료 등 당뇨병 환자에게 적합한 제품을 개발했다.

다이어트 식품 중 자일리톨 3.1.2

Xylitol is a good substitute for functional sweeteners suitable for obese patients. After ingestion of xylitol, gastric emptying is significantly slowed down, hindering digestion and metabolism in the body. This can prevent the body'의 배고픔이 늘어나고 음식의 섭취가 늘어나며 [31] 비만을 예방하는데 도움이 된다.비만, 당뇨, 고혈압 등의 질병 위험을 줄이기 위해 일부 연구자들은 버터, 자일리톨, 고아밀로스 옥수수 가루 [32]로 만든 저당 쿠키를 개발했다.건강식품 [33] 중에서 자일리톨이 함유된 건강식품은 식약처로부터 판매 승인을 받은 2개 (첸롱볼링인삼, 진유 자일리톨 파우더) 뿐이다.

육류 중 자일리톨 3.2

자일리톨 자체는 달콤한 맛과 특정 수분 보유 능력을 가지고 있습니다.제품에 특정 맛을 전달하면서 다른 맛과도 상호작용할 수 있다.소금에 절인 생선을 소금 대신 자일리톨로 처리하면 생선의 유리아미노산, 특히 맛 아미노산의 분비를 촉진시킬 뿐만 아니라 수분 보유량도 개선되어 생선의 향과 맛이 크게 개선되고 [34], 저장 중 소금에 절인 생선과 건어물의 수분 활성도 (aw) 변화와 근육에서의 단백질-지질 상호작용도 지연시킬 수 있다는 연구결과도 있다,과산화물의 생성을 지연시킬 뿐 아니라 소금에 절인 생선과 말린 생선의 탄력 [35]을 높여준다.

음료 중의 자일리톨 3.3

자일리톨은 저칼로리, 기능성 설탕 대용품으로 새로운 종류의 유제품 [36-37]과 음료에 널리 첨가된다.인자일 등 38명은 자일리톨을 민들레, 인삼 복합 건강음료와 혼합하면 달콤하고 향기로운 음료의 맛을 느낄 수 있다고 보고하였다.

입자 크기, 용해의 열 및 구강 온도에서 크실리톨의 용해도는 냉각 효과의 강도를 결정합니다.자일리톨은 용해열이 낮고 강하고 독특한 냉각감 [39]으로 입안에서 녹는다.자일리톨은 일부 식품 및 음료의 단맛 및 냉각 감각을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.음료에 그것의 사용은 효과적으로 소비자들을 통제할뿐만 아니라#39;칼로리 섭취는 물론 식이섬유 안정화에도 도움이 된다.자일리톨이 첨가된 음료는 영양가가 높고 독특한 풍미와 뛰어난 식감 [40]을 가지고 있다.

In the brewing of wine, xylitol is a good substitute for reducing sugars in wine, and it can meet the dietary needs of different consumers through different flavors and functional nutrition [41]. The experimental results of Wang Xiaodan et al. [42] show that although the content of xylitol and other alcohols in the entire wine body only accounts for about 0.03%, it contributes to the sweet taste of the wine body and gives a pleasant and comfortable taste experience. The interaction and harmony between xylitol and other ingredients give Hengshui Laobaigan Liquor its sweet, mellow, elegant, harmonious and long-lasting characteristics. When used as a nutritional additive in other types of alcohol, xylitol can be directly mixed into the alcohol to improve the overall style and flavour, making the drink smoother, milder, more aromatic and delicious. Japanese research has shown that the addition of about 0.5% xylitol can improve the color of the wine, while inhibiting the reproduction of microorganisms in the wine to produce acid substances and inhibiting the deterioration of the wine [43].

베이커리 제품에서의 자일리톨 3.4

Xylitol is used in food formulations to improve the shelf life, color and texture of foods. Xylitol does not undergo a Maillard reaction with amino acids when heated, and does not affect the color of foods or reduce the nutritional value of proteins [44]. Xylitol is used in place of white sugar in the food processing industry to make cakes and other sweet foods. The cakes made in this way not only have a similar appearance, hardness, volume and porosity to those made with white sugar, but also have fewer calories. This optimizes the properties of the cakes and makes them safer and of higher quality [45]. In addition, xylitol can effectively slow down the formation of gluten in the cake, weaken the gelation effect of starch, and make the cake softer and more delicate in texture [46]. Diabetics can also choose this type of sweet food [47].

탄수화물이 많은 음식의 질감을 개선합니다.탄수화물이 많은 식품은 일정 기간 저장된 후 수분 손실, 제품 경화, 질감 저하 등 일련의 문제를 겪게 되며 이는 품질에 심각한 영향을 미치게 된다.양행 등은 자일리톨과 만니톨이 밀가루에 미치는 영향을 연구하였다.그들은 고온 및 압력 조건에서 자일리톨과 만니톨이 단백질과 수소 결합을 형성하고 글루텐 네트워크의 형성을 촉진하며 제품 경도를 낮추고 인장 저항을 강화한다는 것을 발견했다.이것은 반죽의 물리적 및 젤라틴 화 특성을 향상시키고 압출 된 베이커리 제품의 품질을 향상시킵니다.

잼과 단 것의 자일리톨 3.5

Xylitol has a preventive and therapeutic effect against tooth decay [49]. Tooth decay is one of the most common chronic diseases in humans. Carbohydrates in food (such as sucrose and glucose) are fermented by microorganisms such as Streptococcus mutans in the mouth to produce lactic acid and other organic acids, which cause erosion and decalcification, leading to the formation of cavities and decay. Microbial fermentation is the main factor in tooth decay [50]. Research has confirmed that xylitol, as a sucrose substitute, cannot be fermented by Streptococcus mutans. Adding xylitol to the diet can reduce the total number of bacteria in plaque and the number of Streptococcus mutans, thereby inhibiting dental caries. It has good potential for preventing dental caries, and xylitol has the best cariostatic effect among sweeteners [51]. Daily use of 10 to 15 g xylitol can prevent dental caries, and the dosage can be appropriately increased if dental caries is severe and oral hygiene is poor [52]. From the perspective of some beneficial health effects, xylitol is widely used in chewing gum for caries prevention, as well as in soft candies, hard candies, tablet candies and other foods that value oral health [53-54]. Studies have shown that xylitol chewing gum has good potential for caries prevention [55].

Xylitol has a moisturizing effect. As a sugar substitute, the higher the added amount, the higher the water activity and the better the water absorption. Rajnibhas et al. [56] found that the increasing trend of water activity in fruit-based chewy candies added with xylitol can provide and maintain a soft and chewy texture. At the same time, the main volatile compounds that were previously trapped in the amorphous matrix due to moisture absorption can easily diffuse out of the matrix, enhancing the mobility of the aroma molecules in the soft candy matrix and the aroma in the gas phase. Xylitol, as a sweetener, not only provides sweetness, but also enhances the aroma and flavor of chewy candies. It also reduces the hardness, cohesiveness, chewiness and gelling of the candy by combining with the moisture in the product while reducing the sugar content of the product. Cheng Liyuan et al. [57] compared the effects of six sugars on the jam made from the leaves of the Japanese ivy (Parthenocissus tricuspidata). They found that the addition of xylitol to the jam resulted in the highest amount of volatile flavour substances and a unique flavour. In addition, xylitol can not only supplement a certain sweetness in yogurt production, but also create a good flavour and texture [58].

3.6자일리톨의 진화제 및 유화제로서의 활용

자일리톨과 카라게난은 저당 요구르트를 만들기 위한 걸쭉제로 함께 사용된다.황민 등 (59)의 연구 결과는 자일리톨과 카라기에난과 같은 폴리올의 상호작용이 수소 결합을 증가시키고 카라기에난 수용액의 겔 네트워크를 개선하는데 도움을 준다는 것을 보여준다.

유화 특성을 향상시키는 첨가제.자일리톨은 스테아르산과 반응하여 자일리톨 무수물 모노스테아레이트를 형성한다.자일리톨 무수물 모노스테아레이트 (Xylitol anhydride monostearate)는 지방질이며 오일인 워터 유화제입니다.마가린에 식용 유화제를 넣어 물과 버터를 고르게 유화시킬 수 있다 [60].Qiu 등은 바이오매스 기반의 수소첨가 로진과 자일리톨을 원료로 사용하여 자일리톨이 친수성부로, 자일리톨이 소수성부로 수소 첨가 로진 에스터 (XEHR)를 처음으로 합성하였다.수소화된 로진 자일리톨 에스테르가 계면 활성과 유화 특성을 가지고 있으며 [61] 식품의 유화제로서 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

자일리톨의 권장 섭취량 및 검사방법 4

세계보건기구 (WHO)는 자일리톨이 기형성 및 배아독성 검사에서 음성반응이 나오고, 체외 및 체내에서 돌연변이성 및 clastogenicity 검사에서 음성반응이 나온다고 밝히고 있다.미국 식품의약국 (FDA)과 식품첨가물 합동전문가위원회 (JECFA)는 자일리톨이 안전 (GRAS) 첨가물임을 확인했다.현재 전 세계 50여 개국 [62]에서 첨가제, 보충제, 제약제로 사용이 승인되었다.

자일리톨 권장 섭취 4.1

현재 자일리톨의 하루 권장 섭취량은 성인의 경우 약 10 g, 3~4세 유아의 경우 약 5 g이다.자일리톨 10~30g을 1회 복용하면 설사가 없는 건강한 사람이 보통 참는다.개인차가 있기 때문에 성인은 적응 후 하루 20~70g의 자일리톨을 섭취해도 참을 수 있다.점진적인 용량 증가로 일부 성인은 하루에 200 g 이상의 자일리톨을 참을 수 있다 [52].국제식품위원회 (Codex Alimentarius Commission, CAC) 에서는 자일리톨 (ADI) [63]을 하루 무제한으로 섭취할 것을 권장하고 있지만, 현재 연구에 따르면 자일리톨의 장내 흡수량은 약 50% 이고, 나머지는 장내 미생물에 의해 단사슬유기산 (SCFAs)과 가스 [64]로 발효된다고 한다.복용량이 많으면 낮은 동화율로 인해 대장에 일시적인 불균형이 생길 수 있으며, 이로 인해 불면, 설사 등의 일시적인 위장관 효과가 나타날 수 있다 [65].요약하면, 자일리톨은 식품 첨가물로 안전하며 인체에 다양한 생리적 영향을 미친다.사용되는 양은 개인 차이와 허용 오차를 기준으로 해야 합니다.

4.2 크실리톨 테스트 방법

식품의 크실리톨 함량 결정은 국가 식품 안전 표준 GB 5009.279-2016"국가 식품 안전 표준:크실리톨, 소르비톨, 말티톨 및 결정Erythritol in Food” - there are two main methods (high performance liquid chromatography - differential refractive index detection, high performance liquid chromatography - evaporative light scattering detection). Compared to the differential refractometer, the evaporative light scattering detector is more expensive, but its sensitivity is higher.

고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)는 많은 수의 유기 시약과 특수 컬럼이 필요하므로 분석하는 데 비용이 많이 듭니다.우애인 등은 gas chromatography를 이용하여 우유의 자일리톨 및 기타 당알코올 감미료의 측정을 최적화 하였다.이 방법은 비용 효율적이고 정확도가 높으며, 간단한 전처리 등의 장점이 있으며, [66] 우유 식품 중 자일리톨과 기타 당알코올의 효과적인 결정에 적합하다.

라자팍샤 등 [67]은 껌 시료 중의 자일리톨 함량을 확인하기 위해 먼저 직접 수용액 주사 (DAI) GC-MS의 사용을 탐구하였다.이 방법은 추가적인 정화 단계나 시료 유도체 화가 필요하지 않아 분석 시간이 단축됩니다.시료의 spiked 회수율은 95%~99%, RSD는 0.17%~0.72%로 나타나이 방법이 정확도와 정밀도가 높은 신뢰성 있는 정량방법임을 알 수 있었다.리장 등 (68)은 음식-모세혈관 영역 전기저항-간접자외선법에서 자일리톨을 판별하는 새로운 방법을 확립하였다.이 방법은 분리효율이 높고 분석시간이 짧을 뿐만 아니라 환경친화적이고 정확도가 높은 특성을 가지고 있다.

결론 및 전망 5

당뇨병 환자가 증가하고 성인 비만율이 지속적으로 증가함에 따라 people's awareness of health is gradually increasing, and the market demand for xylitol is also increasing. Therefore, the preparation method of xylitol needs to be continuously improved and explored in depth to obtain a pollution-free and low-cost production method of xylitol. According to various studies on xylitol in recent years, most of the xylitol ingested by the body in the diet is digested by intestinal microorganisms, producing metabolites that are beneficial to human health. Xylitol has probiotic functions that are beneficial to oral health, inhibit lipid accumulation, and suppress cholesterol synthesis. Therefore, xylitol is widely used in various foods and is a good substitute for functional sweeteners for people with diabetes and obesity.

자일리톨이 식품품질에 미치는 영향.연구원들은 제품 생산 공정의 최적화와 제품 품질 향상을 목표로 식품 중 자일리톨의 맛을 분석하기 위해 여러 분야의 지식을 융합했다.자일리톨이 식품맛 물질에 미치는 영향에 대한 기존 연구는 식품맛학의 한 분야이다.음식 중 자일리톨의 작용기전과 음식 시음시 경구온도가 맛지각에 미치는 영향에 대한 연구는 사람의 지각과 생리적 특성을 함께 고려할 필요가 있다.이러한 유형의 연구에 대한 보고는 거의 없었으며, 향후 자일리톨 연구의 방향이 될 것이다.자일리톨의 음식 맛을 분석하고 작용 메커니즘을 더 많이 탐구하는 것은 자일리톨의 응용 범위를 넓히고 큰 잠재력을 충분히 발휘하는 데 도움이 될 것이다.

참조

[1] 가스미 베나흐메드 A, 가스미 A, 아르샤드 M 등 자일리톨 [J]의 혜택.한국미생물학회지 Applied Microbiology and Biotechnology, 2020,104(17):7225-7237.

[2] 델가도 아르카노 Y, 발마나 가르시아 O D, 만델리 D, 외 al. Xylitol:its의 진행과 과제에 관한 고찰 화학 경로 [J]에 의해 생산.카탈리시스 투데이,2020,344:2-14.

[3] 사하 B C, 케네디 G J. by 자일로스로부터 자일리톨 생산의 최적화 아라비톨 (Arabitol) 이라는 소설 제한 Barnettozyma populi NRRL Y-12728 공동 제작 [J]다. 준비 생화학 &생명공학,2021,51(8):761-768.

[4]Janket S J,Benwait J, Isaac P, 외 경구 및 전신 효과 자일리톨 소비의 [J].Caries Research,2019,53(5):491-501.

[5]Mussatto S I. 자일리톨의 식품제형 적용 및 건강상의 이점 [M]//da Silva S,Chandel A. d. xylitol.2014년 5월 1일에 확인함. Berlin,Heidelberg:Springer,2012:309-323.

[6] Xiang S,Ye K,Li M,et al. Xylitol은 장내 microbiota의 교차 공급을 통해 대장 내 프로피온산의 합성을 향상시킨다 [J].마이크로바이옴,2021,9:1-21.

[7] 탕 메이다.Pichia pastoris의 aldose reductase 유전자가 Escherichia coli [D]에 의한 xylitol의 발효에 미치는 영향.우한:후베이 공과대학 2021.

[8] 그렘베카 M. 당알코올-감미료의 현대 세계에서의 그들의 역할:review [J].유럽식품연구와 기술 2015년,241(1):1-14.

[9] 아후즈 a V, 마 초 M, 암 양의 D, et al.  생물학적 그리고 크실리톨의 약리학적 잠재력:독특한 신진대사의 분자적 통찰 [J].식품,2020,9(11):1592.

[10] 다스 굽타 D, 반두 S, 아디히카리 D K 등 도전과제 및 whole cell bio-catalysis를 이용한 자일리톨 생산의 전망:review [J.미생물연구 (Microbiological Research),2017,197:9-21.

[11]Nigam P,Singh D.의 발효 생산 과정 자일리톨-a 설탕 대용품 [J].공정생화학,1995, 30(2):117-124.

[12] 벤 케이트의 전쟁 R 착륙 장 L, Goli, J K, Gentela J, et 자일리톨로의 리그노셀룰로오스 바이오매스의 생물전환:개요 (al.바이오원천기술,2016,213:299-310.

[13] 본피리오 F, 카그노 M, 야마카와 C K 외 생산 스위치그라스와 유칼립투스의 자일리톨과 카로티노이드의 증기 폭발을 심화시켜 얻은 globulus 가수분해물 전처리다 [J다]산업 작물 및 제품,2021,170:113800.

[14]Gallezot P. Metal catalysts for conversion of biomass to chemicals [M]//촉매 분야의 새로운 발전과 미래.암스테르담:Elsevier,2013:1-27.

[15] Zeng Xianhai, Zhang Liangqing, Tang Xing, 외.헤미셀룰로오스에서 직접 자일리톨을 제조하는 방법:CN109879721B [P].2021-10-01다.

[16]  Sadier A,Shi D C,Mamede A S,et al. sio2가 지원되는 Ni 및 Ni-Fe 촉매 상에서 자일리톨에 자일로스를 선택적으로 수용한 단계 수소화:Fe에 의한 촉진의 이점 [J.적용 촉매 B:환경,2021,298:120564.

[17]Narisetty V,Castro E,Durgapal S,et al. 해독되지 않는 자일로스가 풍부한 사탕수수 배지와 올리브 pits 가수분해물을 이용한 Pichia fermentans에 의한 높은 수준의 자일리톨 생산 [J.바이오원천기술,2021,342:126005.

[18]Ahuja V,Bhatt A K,Mehta S,et al. Pseudomonas gessardii VXlt-16에 의한 Xylitol 생산 사탕수수 배지 가수분해 및 비용 분석 [J].바이오공정 및 바이오시스템공학,2022,45(6):1019-1031.

[19]Vallejos M E,Chade M,Mereles E B, 외 사탕수수 배지로부터 자일리톨의 생명공학 생산을 위한 해독 및 발효 전략 (J.산업작물 및 제품,2016,91:161-169.

[20] Cadete R M,Melo M A,Lopes M R, 외 Candida amazonensis sp. nov.에서 분리한 ascomycetous 효모이다 아마존 숲의 썩은 나무 [J].International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology,2012,62 (Pt_6):1438-1440.

[21] 실바 D D V, 두산 K J, 이다라가 A 외 제작 및 Scheffersomyces amazonenses에 의한 xylitol의 정제 사탕수수 헤미셀룰로오스 가수분해물을 통해 [J]다.바이오연료, 바이오제품 및 바이오피니싱,2020,14(2):344-356.

[22] 자오상잉 (Zhao Xiangying), 장리에 (Zhang Lihe), 한옌레이 (Han Yanlei) 등열대효모균주 SFX-Y9 [J]에 의한 자일리톨 발효에 대한 포도당의 효과.식품 및 발효산업, 2017, 43(11):107-111.

[23] 장 C, 진 J F, 다이 Y W, 외 대기 및 상온 혈장 (ARTP) 돌연변이 발생은 효모 Candida tropicalis [J]로 자일리톨 과잉 생산을 가능하게 한다.한국생명공학회지,2019,296:7-13.

[24]Marton J M,Felipe M G A,Almeida e Silva J B 등 자일리톨 생산을 위한 사탕수수 배지 가수분해물 처리에 사용된 활성탄 및 흡착조건 평가 [J]다.브라질 화학공학회지 2006,23(1):9-21.

[24] 주위팅 (Zhu Yuting), 허지허 (Hu Zhihe)무설탕 식품의 연구 진행 [J].음료산업, 2021, 24(3):75-79.

[26] Cole J B,Florez J C. Genetics of diabetes mellitus와 당뇨병 합병증 [J.Nature Reviews Nephrology, 2020,16(7):377-390.

[27] Saeedi P,Petersohn I,Salpea P,et al. 2019년 Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045:Results from the International diabetes Federation diabetes Atlas,9th 판 [J]다.대한당뇨병학회, Diabetes Research and Clinical Practice,2019,157:107843.

[28]Mejia E,Pearlman M. 천연 대체 감미료와 당뇨병 관리 [J.Current Diabetes Reports,2019, 19(12):1-10.

[29] 지인, 샹샤샤, 장얄린 외.자일리톨의 전바이오틱 기능에 대한 연구 진행.식품 및 발효산업, 2021, 47(5):267-272.

[30] Li Xiangmei, Ma Shaohuai.자일리톨의 생리적 기능과 자일리톨 함유 식품의 시험생산 (J.식품산업과학기술, 2003, 24(7):51-53.

[31]Janket S J,Benwait J,Isaac P, 외 자일리톨 섭취의 경구 및 전신 영향.Caries Research,2019,53(5):491-501.

[32] 송이 X,리 X, 종이.저당 개발에 있어서 버터, 자일리톨 및 고아밀로오스 옥수수가루의 최적화 (Optimization of butter,xylitol, and high-amylose maize 밀가루on developing a low-sugar 쿠키 [J]다.음식 과학 &Nutrition,2019,7 (11):3414-3424.

[33]리 X, 자오 Z. 자일리톨 함유 약물의 안전성 평가 및 제약 모니터링.약물평가, 2018, 15(6):3-6, 26.

[34] 장연, 장위, 왕란 등.자일리톨을 이용한 탁상염의 부분대체가 라거머스 검정농어의 품질에 미치는 영향 (Effect of partial replacement of table salt with xylitol on the quality of largemouth black bass)외식산업, 2020, 41(12):82-86.

[35]Minh N P,Nhi T T Y,Dao T T H, 등 효과 의 품질 특성에 대 한 당 알코올 대체의 보관 중 소금에 절인 흰 정어리를 말렸다 [J].저널의 Pharmaceutical Sciences and Research,2019,11 (4):1397-1400.

[36] 자일리톨 (xylitol)의 속성 및 식품산업에의 응용 (J.식품과학사,2004.

[37]de Carvalho D A,de Freitas Silva Valente G, estimation cao G M P. 외부 선호도 지도에서 빛과 다이어트 요구르트 prearedusingnatural sweeteners의 수용도를 평가하였다.씨엔시아 농촌 2018년 48호 (6.

[38] 인자일, 천위, 장하이위.민들레 인삼 복합 건강음료 개발 및 항피로기능 (J.식품공학, 2020, 45(11):82-89.

[39] 닝쩌메이.설탕 대체제의 충전재 적용 및 사탕의 제조 최적화 방법에 대한 연구 진행 [J.식품산업과학기술, 2021, 42(23):420-426.

[40]Luo D,Mu T H,Sun H N, 외 고구마 잎 분말 기반 음료의 제조 및 가공의 최적화 (Optimization of the formula and processing of a sweet potato leaf powder based drink)식품 과학 &영양학,2020,8(6):2680-2691.

[41] 니빈, 루오시밍, 펑진롱.자일리톨 리큐르의 양조 공정의 최적화에 관한 연구.Brewing Science and Technology, 2021 (9):42-45.

[42] 왕샤오단, 향엽, 인리 외.라오바이간바이주의 당 및 당알코올에 관한 연구.중국양조, 2021, 40(1):70-74.

[43] 공웨이.자일리톨 방향족 폴리우레탄 [D]의 제조 및 특성.장춘:장춘이공대학 2013.

[44] 파라조 J C, 도밍게즈 H, 도밍게즈 J. 바이오테크놀로지 production  자 일리 톨.부분 1:관심 of xylitol  and  그것의 생합성의 기초 [J].생물자원기술, 1998,65(3):191-201.

[45]Javanmardi Fardin Mousavi miR-Michael Ghazani Afsaneh T Mahmoudpour 만수르 타람 Faran Pilevar Zahra.에 관 한 연구 의 대체 감미료로서 자일리톨과 말티톨의 효과 스펀지 케이크 [J.현재 영양&식품과학,2020, 16(3):403-409.

[46] Qiu Wencong, Yang Qianqian, Li Shili, 외.무설탕 뽕나무 엔젤 케이크의 제조, 공정 최적화 및 질감 특성 분석 (Preparation, process optimization and texture properties analysis of sugar-free mulberry angel cake)식품산업과학기술, 2022, 43 (22):198-204.

[47]  Guo X X,Zhang R H,Li Z, 외 소설 길 직접 자일리톨 전환을 위해 Candida tropicalis에서 건설 corncob xylan [J]에서.바이오자원기술,2013,128:547-552.

[48]Yang H,Fu Y,Zhang Y D 등의 만니토랜드 평가 밀 밀가루 및 압출 된 밀가루 제품의 품질에 xylitol [J]다.국제학술지 한국식품과학&기술, 2021,56(8):4119-4128.

[49] 마키넨 K. 설탕 대체제로 설탕 알코올 감미료 자일리톨 [J]을 특별히 배려하여.의료 원칙 및 실습:쿠웨이트 대학교 국제학술지, 보건과학센터,2011,20(4):303-320.

[50] 껌의 자일리톨이 치태 및 Streptococcus mutans에 미치는 영향 (Wang Y B,Chuang C Y,Liao J F.식품의약품분석학회지,2020,14(1):84-88.

[51] FAH İ 누르 ERTU Ğ R U L, Reng İ N E L T E M, Ataman B a. Bacteriological 자 일리 톨의 영향과 다른 탄수화물을 포함하는 다이어트 in  스위스 알 비 노 쥐 Streptococcus mutans CCUG 6519 [J]에 접종하였다.Turkish Journal of Medical Sciences,2002,32(1):13-19.

[52] Makinen K K. 위장 장애 associated with the consumption of sugar alcohols with special consideration of xylitol:Scientific review and instructions for dentists and other health-care professionals (J).국제 저널 (International Journal of

치의학,2016,2016:1-16.

[53] Liu Qianting, Yang Yingci, Liao Yunyi 외.자일리톨과 소르비톨을 이용한 무설탕 겔캔디의 개발 (Development of sugar-free gel candies using xylitol and sorbitol [J.농산물 가공, 2020 (12):6-10.

[54] Zhao Yuguo, Ding Yong, Liang Shuang 외.자일리톨 타블렛 사탕 [J]의 연구 개발.현대푸드, 2019 (24):99-101.

[55]Gul P,Akgul N, 화이트 치즈, 자일리톨 츄잉껌, 홍차 [J]의 7개 N. 항카리오겐 가능성.European Journal of Dentistry,2018,12(2):199-203.

[56] 벨벳 타마린드 개발에 있어서 Sukeaw Samakradhamrongthai R,Jannu T. Effect of stevia, xylitol,and corn syrup (Dialium indum L.) 쫄깃한 사탕 [J]다.식품화학, 2021,352:129353.

[57] 청리위안, 등징, 이샤오 등.설탕 종류가 삼각 오렌지 잼의 품질에 미치는 영향 (Effect of sugar type on the quality of Trifoliate orange jam)중국식품첨가물, 2021, 32(9):121-129.

[58] 왕유천, 판의원, 장수신 외.반응표면법을 이용한 황경 대추 요구르트의 공정식 최적화 (J.식품연구 개발, 2021, 42(9):67-74.

[59]Huang M,Mao Y H,Mao Y Z,et al. Xylitol과 maltitol은 kappa-carrageenan의 rheological 특성을 개선한다.식품,2021,11(1):51.

[60] Pan Qi, Hu Minghua, Zhang Suying 외.케이크 생산에 있어서 식용 유화제의 적용에 관한 연구 (J.헤이룽장 과학 2020, 11(12):40-41.

[61] Qiu H,Chen X P,Wei X J,et al.의 유화 특성 식품용 바이오매스 계면활성제로서 수소첨가 로진 자일리톨 에스테르:pH와 염의 영향 (J.분자, 2020년 25 (2):302.[62]Thompson M. chronic sinus disease 모델에서 자일리톨의 항염증 특성 (J.2013.

[63]Ur-Rehman S,Mushtaq Z,Zahoor T,et al. Xylitol:A review on bioproduction,application,health benefits,and related safety issues (J."Critical Reviews in Food Science and Nutrition",2015,55(11):1514-1528.

[64] Rosado E, Delgado-Fernandez P, de 라스리 바 스 B, et al.의 생산과 소화 연구 β-galactosyl 자 일리 톨의 이질적인 촉매를 사용 하여 파생상품 LacA β-galactosidase에서 유산균 plantarum WCFS 1  [J]다.분자,2022,27(4):1235.

[65]Culbert S J,Wang Y M,Fritsche H A, 외 구강 자일리톨 미국의 성인 [J.영양연구,1986,6(8):913-922.

[66] 우아이잉 (Wu Aiying), 송춘옌 (Song Chunyan), 샹리신 (Xiang Lixin)[J] gas chromatography를 통해 우유중의 5가지 당알코올을 측정하였다.현대식품, 2022, 28(7):182-185.

[67] Rajapaksha S M,Gerken K,Archer T, 외 직접수용액 주입을 이용한 GC-MS에 의한 무설탕 껌 시료 중 자일리톨의 추출 및 분석 [J.2019년, Journal of Analytical Methods in Chemistry,2019:1-10.

[68] 리장, 천통, 주자오한 등.식품 중 자일리톨의 Capillary zone electrophoresis-indirect 자외선 측정 (J.식품안전 및 품질시험학회지, 2016, 7 (2):791-797.