자일리톨은 뭐지?

자일리톨은 생활 속에서 가장 흔히 쓰이는 설탕 대체제 중 하나다.그것은 널리 사용되고 있으며 큰 발전 전망을 가지고 있다.최근 자일리톨이 세계적으로 인기를 끌면서 충치를 예방하는 기능도 인정받았다.크실리톨 자체는 자연적으로 얻을 수있는 높은 영양 가치를 가진 단맛 화합물의 유형이며 인체 포도당 대사에 중요한 중간체입니다.

기사는 주로 자일리톨의 발견, 작용 원리, 구조적 특성, 자일리톨의 준비 기술 등을 설명하고 자일리톨의 보호 기능의 최신 응용에 대한 필요한 설명도 제공합니다.

자일리톨, 화학식 C5H12O5, 자작나무, 참나무, 옥수수 대 및 사탕수수 쓰레기에서 널리 발견되며 천연 감미료로도 사용될 수 있습니다.자일리톨은 해외에서 100년 이상 식품 첨가물로 사용되어왔다.과학 기술의 발달로 자일리톨은 현대 식품 산업에서 없어서는 안 될 중요한 원료 중 하나가되었으며 다양한 용도로 사용됩니다.특히 식품공업에서 많이 쓰이는'식재료'로 유명하다.크실리톨은 에탄올 및 에탄올에 약간, 물에 쉽게 녹는 백색 결정 또는 결정 성 분말이며 녹는점은 92°C-96°C 이고 끓는점은 216°C입니다.용액의 pH 값은 5.0에서 7 사이이다.

자일리톨은 자당처럼 달콤하지만 물에 녹으면 여전히 열 에너지의 대부분을 흡수하여 가장 높은 열 흡수 계수를 가진 당 알코올 감미료의 유형입니다.자일리톨은 비 cariogenic 이며 충치에 대한 예방 효과가 있습니다.그것의 신진대사는 몸에 의해 통제되지 않는다.그것은 고혈압이 있는 사람들에게 최고의 설탕 대용품이다.체내에서 완전히 대사되고 열량이 약 10 kJ/g에 달하며 열량을 공급할 수 있고 고혈압 환자의 에너지원으로도 사용할 수 있다.

1. 자일리톨의 발견과 그 기능에 대한 연구의 역사

1.1 크실리톨의 발견과 감미료 특성에 대한 연구

자일리톨은 1890년 독일의 화학자 피셔와 스타헤, 프랑스의 화학자 베르트랑드가 자일로스와 아말감나트륨의 반응에서 발견했다.피셔는 1902년이 발견으로 노벨 화학상을 수상하였다.

1943년 핀란드의 자작나무에서 자일리톨이 처음으로 발견되었다.

1962년 자일리톨과 관련된 생리학적 과정이 포유류 조직에서 발견되었다.자일리톨은 천연 생리 화합물로 인정되었습니다.같은 해에 자일리톨은 부모요법 (주입요법)에 도입되었다.자일리톨은 중증 환자에게 투여할 수 있으며, 이는 몸에서 효율적으로 대사될 수 있음을 보여준다.

1963년, 미국 식품의약국의 승인을 받은 후 자일리톨은 공식적으로 특수 식이 목적으로 사용될 수 있었다.

20년 후인 1983년 세계보건기구/식품농업기구 (JECFA)의 공동 전문가 위원회는 자일리톨이 안전한 설탕이라고 선언했다.

자일리톨의 cariostatic 기능에 대한 연구 1.2

자일리톨이 치태에 미치는 영향에 대한 최초의 연구는 1970년 핀란드 쿠오피오 대학의 카우코 K. 마키넨 교수에 의해 수행되었다.카우코 K. 마키넨 교수는 자일리톨이 침 분비를 증가시켜 충치를 예방한다는 사실을 발견했다.

1975년, Kauko K. Makinen& 교수의 임상 결과#39;의 연구가 발표되었다.Kauko K. Makinen 교수가 핀란드 치과협회로부터 아폴로니아상을 받았다.이 상은 처음으로 수여되었으며 뛰어난 치과 연구를 인정하기 위한 것이었다.교수 Makinen'에 대한 뛰어난 기여자 일리 톨 연구은지 워 지지 않아야 한다.

최초의 상용 자일리톨 껌은 핀란드와 미국에서 거의 동시에 1977년 핀란드의 케미스트 &에 출시되었다#39; 자일리톨을 생산하는 s 특허가 승인되었다.이후 유럽 여러 나라의 치아 보건 당국에서도 자일리톨의 사용을 지지하였고, 자일리톨의 기능과 연구 결과에 대한 연구가 지속적으로 보완되어 왔다.

1990년에는 세계 's 최초의 자일리톨 마우스가드가 핀란드에서 출시되었는데, 껌을 오래 씹으면 턱 관절이 헐거나 염증이 생기는 증상과 관련이 있다는 자료가 있었기 때문이다.

1997년, 새로운 연구는 순수 자일리톨 제품이 아이들의 중이염을 상당히 예방할 수 있다는 것을 보여주었다.

2. 자일리톨의 특성 및 기능적 특성 (Properties and functional characteristics of xylitol

2.1 음식에 있어서

자일리톨은 자크로스보다 1.3배 더 달며 자크로스와 거의 같은 단맛이 나기 때문에 1:1 비율로 자크로스를 대신해서 사용할 수 있다.그러나 자일리톨은 자당 (sucrose)보다 40% 낮은 10 kg/g의 에너지만 제공하기 때문에 에너지 낮은 디저트의 생산에서 설탕을 대체하는 좋은 대용품이되었습니다.자일리톨로 만든 무설탕 식품이 시장에 등장했는데,이 식품들은 살을 빼고 건강한 생활을 영위하고자 하는 현대 젊은이들에게 큰 인기를 끌고 있다.동시에 자일리톨 머핀은 말티톨, 만니톨, 소르비톨과 비교할 때 케이크와 가장 닮았으며 자일리톨의 흡습성도 풍미를 향상시킨다.자일리톨을 식품에 사용하면 디저트의 미생물학적 안정성과 완제품의 유통기한에도 도움이 된다.이는 같은 농도에서 물속의 자일리톨의 활성이 물속의 자당의 활동보다 낮기 때문이다.자일리톨은 후식 설탕을 대체할 수 있는 최고의 제품입니다.

2.2인체

자일리톨은 구강 관리 제품에 첨가할 수 있어 구강 내 산성 미생물이 자일리톨을 사용할 수 없다.자일리톨은 인체에서 느린 소화와 흡수를 거친 후 인슐린 대사에 의존하지 않고, 세포막을 통해 세포에 빠르게 흡수되어 사용할 수 있기 때문에 혈당의 급격한 변동을 일으키지 않는다.따라서 자일리톨은 고혈압 환자의 감미료로 자주 쓰인다.항산화 특성 때문에 자일리톨은 활성산소를 제거하고 형성을 제어 할 수 있습니다.

미국 아이오와 주립대학에서 실험을 한 결과, 폐 감염 환자의 경우 자일리톨을 경구 복용 후 원래 정상보다 2배 정도 높았던 기도 점막의 염분 농도가 빠르게 정상으로 돌아오는 것으로 나타났다.이는 자일리톨이 항균 특성은 없지만 호흡기 감염을 예방할 수 있음을 보여준다.

최근 연구가 깊어짐에 따라 자일리톨은 유리 칼슘 이온과 복합체를 형성하여 칼슘 흡수를 촉진하고 손실을 줄이고 인슐린을 안정시키고 피부를 보호하며 경구 미생물로부터 혈액 감염을 줄일 수 있다는 것이 밝혀졌다.

물리적, 화학적 성질 2.3

또한, 크실리톨은 비교적 안정적이고 거의 불활성 이므로 다른 변화를 일으키지 않고 완전히 녹도록 가열할 수 있습니다 (녹는점 95°C).

3. 자 일리 톨 생산

자일리톨 생산의 새로운 방법과 현재 상황 3.1

오늘날, 산업에 사용되는 자일리톨은 니켈을 촉매로 하여 고온 및 압력 하에서 순수한 d-자일로스를 수소화하여 얻는다.이 방법은 나쁜 반응 조건, 높은 생산 비용, 나쁜 안전 및 자원 손실이 있습니다.과학자들은 생물학적인 방법을 적극적으로 찾고 있다.생물 전환은 온화한 조건, 안정되어 있는 품질 및 높은 안전성의 이점으로 인해 크실리톨 생산을 위한 최고의 방법이되었습니다.자일리톨은 생물 전환 과정 중 미생물 발효에 의해 생성된다.

미생물 발효는 볏짚, 옥수수대, 사탕수수 찌꺼기 등 식물에서 나오는 헤미셀룰로오스를 원료로 사용할 수 있다.가수분해와 발효를 통해 한편으로는 고순도, 고품질의 자일리톨을 생산할 수 있고, 다른 한편으로는 농업 폐기물을 충분히 활용할 수 있어 농업 폐기물을 고부가가치의 자일리톨로 바꾸어 경제적 비용을 절감하고 수익을 증대시킬 수 있다.

미생물 발효의 기본 원리는 미생물 세포에 있는 자일로스 환원효소를 이용하여 자일로스를 자일리톨로 환원시키는 것이다.자연에는 효모, 곰팡이, 박테리아 등 수많은 미생물이 있다.그중 효모는 자원이 풍부하고 원천이 넓으며 생장이 빠르고 가공능력이 강하여 많은 주목을 받았다.최근 생명공학의 급속한 발전으로 미생물 발효를 이용해 자일리톨을 생산하는 방법이 새로운 방법으로 각광받고 있다.현재 전 세계 30여개 국가와 지역에서 효모에서 자일리톨을 생산하는 연구를 진행하고 있다.실제 응용에서 생물학적 발효에 의해 자일리톨을 준비하는 기술은 아직 실험실 단계에 있다.균주의 부족, 자일로스 이용률 저하, 자일리톨 생산량의 감소, 자일로스 재활용의 어려움 등의 문제점이 만연하여 산업화에 있어 미생물 발효의 대중화 및 발전을 제한한다.

생물학적 발효에 영향을 미치는 외부 조건 3.2

3.2.1초기 자일로스 농도

자일로스는 반응 물질로 사용되며 또한 미생물의 성장과 신진대사를 위한 에너지를 제공합니다.자일로스의 초기 농도가 낮을 때 효모세포에 의한 자일리톨의 발효를 촉진할 수 있다.자일로스는 액체 배양 매체에서 안정성이 좋고 배양 시간이 증가함에 따라 점차 품질이 저하됩니다.그러나 자일로스의 초기 농도가 높으면 발효액과 기질 억제의 삼투압이 증가하여 자일리톨 생성에 도움이 되지 않는다.균주에 따라 초기 자일로스 농도에 대한 요구량이 정확히 같지 않으므로 실제 발효 과정은 특정 상황에 따라 최적의 농도를 결정하는 시험을 통해 수행되어야 합니다.

3.2.2 용존산소

용존 산소의 양은 자일로스의 발효나 호흡을 결정하는 중요한 요소 중 하나이며, 그 후 성장과 생물 전환을 위한 탄소 소비 사이의 균형을 조절한다.세균의 성장에 필요한 용존 산소가 자일리톨의 축적 산소와 다르다는 것이 밝혀졌다.산소가 충분하면 박테리아는 빠르게 성장하지만 자일로스 전환율은 낮습니다;제한된 산소 조건에서 자일로스는 자일리톨로 쉽게 전환되며, 에탄올 생산은 낮다.에탄올, 부탄올 발효와 마찬가지로 배양조건이 자일리톨 발효에 미치는 영향은 상호보완적이며, 이들은 발효과정 중에 함께 작용한다.

기술의 개선 3.3

발효과정의 수정 3.3.1

자일리톨 생산에서 생물학적 반응은 대부분 회분식 발효로 이루어지며 회분식 또는 혼합 발효는 보고된 바가 거의 없다.본 발명의 공급 원료는 높은 기질 농도를 얻을 수 있고, 자일리톨의 수율을 더욱 향상시킬 수 있다.또한 화학적으로 가수분해된 셀룰로오스를 발효 기질로 사용하면 억제제의 독성을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

산업 생산이 일괄 발효 쪽으로 갈수록 세포 회수가 자일리톨 생산을 늘리는 데 문제가 되고 있다.미생물발효법과 효소법 모두에서 자일리톨 추출공정의 진행과정을 검토한다.그 중 미생물을 원료로 사용하는 생물전환법은 현재 산업계에서 가장 많이 사용되고 있는 방법 중 하나이며, 이를 토대로 추후 연구방향을 제시하고자 한다.세포 고정화 기술은 높은 세포 농도, 짧은 성장 정지 기간, 빠른 반응 속도, 좋은 반복성, 낮은 비용, 강한 효소 안정성, 효소 활성의 손실 감소, 향상된 안티 오염 능력 등과 같은 특별한 이점으로 인해 크실리톨의 준비를위한 생물학적 발효 공정에 널리 사용되었습니다.

다른 개조 공정은:발효 공정에 공동 기질을 첨가하고, 기계적 동요, 초음파 보조 기계적 동요 및 스트레스 반응을 향상시키고 세포막의 투과성을 변화시키기 위해 다른 방법을 사용합니다.

3.3.2 변형 변형

재배환경 개선 및 발효 공정 외에도 박테리아 자체의 구조를 변형시켜 기존의 물리적 또는 화학적 돌연변이 생성 등을 통해 높은 수준의 자일리톨을 생산하는 균주를 얻는 것도 가능하다.

이를테면 절강대학 원사인 천서성과 박사생인 양생리는"돌연변이 발생과 고수율 자일리톨 균주의 선발 및 발효 매체의 최적화"라는 제목의 론문을 발표했다.이 글에서는 복합 돌연변이 발생에 의한 조기 자연 스크리닝을 통해 얻어진 균주의 자일리톨 전환율을 알아보고, 이를 바탕으로 발효 매질 내 질소원과 무기염 함량을 최적화하여 후대의 산업적 응용을 위한 기술적 토대를 마련하는 것을 목적으로 한다.실험에서는 균주 종류-자일리톨 발효 세균 Y-3 (자일리톨 전환율 36.5%)로 시작한 주 균주 종류-를 선발하여 종합적인 자외선 및 화학적 돌연변이 육종 및 선발하였다.마지막으로, 2회에 걸친 종합 돌연변이 육종을 통해 수율이 높은 자일리톨 생산 프로바이오틱스 신규 균주를 얻었으며, 자일리톨 전환율은 54.5%로 원래 시작 균주에 비해 49.3% 증가하였다.

4. 자일리톨의 새로운 신청-자일리톨의 환경 이점

금속 화합물에 대한 수요가 증가함에 따라 많은 양의 중금속이 다양한 화학 형태로 광산 지역의 땅에 들어왔다.특히 제13차 5개년 계획 후 중국 정부는 광산지의 생태 복원에 대해 더 높은 요구를 제기하면서 광산 토양의 중금속 오염을 합리적으로 통제하는 것이 주요 이슈로 떠올랐다.현재 현재 토양 중금속 처리 및 처리기술 중 화학처리 및 처리기술은 저렴한 비용과 빠른 결과로 인해 널리 사용되고 있다.이 중에서 추출은 일반적으로 사용되고 성숙된 화학처리 방법이다.

토양침강은 세척액을 토양에 주입 또는 침투시켜 토양층을 흘러지나게 하여 처리하게하고 토양중의 오염물질을 분석한 다음 오염물질이 함유된 세척액을 처리하고 재사용하는 과정을 말한다.단일 용출액에 대한 연구는 EDTA나 사포닌 등의 다양한 화학시약을 이용하여 중금속 이온을 제거할 수 있다는 것을 보여주었다.그러나 광산토양의 중금속이 다양하기 때문에 단일 용출물의 효과는 상대적으로 작다.

최근 복잡한 용출물의 시너지 용매 효과 메커니즘을 사용하면 다양한 용출물을 목적성 있게 적용하여 복잡한 반응을 수행할 수 있으며, 이를 통해 다양한 비철 중금속 및 기타 유해 토양 물질의 생화학 처리를 공동으로 완성할 수 있음을 발견했습니다.용출물이 낮은 용량으로 사용되었을 때 토양 내 비철 중금속의 가장 높은 제거 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 용출물이 토양의 생화학적 특성 및 세균 수에 미치는 해로운 영향을 줄일 수 있다.

Li Meilan 박사 등이 발표한"자일리톨계 말단 카르복실화 고분지 폴리에스테르/L35 복합 침출제의 광지역 오염토양의 중금속에 대한 침출효과"라는 논문에서는 자일리톨을 중간핵으로, 시트르산을 comonomer로 사용하였으며, 자일리톨계 말단 카르복실화 고분지 폴리에스테르 (HBP-COOH)를 용융중합에 의해 성공적으로 제조하였다.xylitol-type hyperbranched polyester (HBP-COOH)를 용융중합에 의해 성공적으로 제조하였으며, 생산된 HBP-COOH와 L35 와의 결합이 다양한 조건의 배지 연못 지역의 다양한 환경 Cd, Pb 및 다양한 금속판에 미치는 영향을 oscillating leaching으로 분석하였다.실습과 연구를 통해 얻어진 주요 연구 결과는 자일리톨계 end-carboxylated polyester/L35 복합 침출제가 광산 지역의 오염된 토양 및 비철 중금속에 더 강한 침출효과를 보인다.

5. 자일리톨 연구의 발전방향 및 의의에 대한 자료입니다

최근 자일리톨은 치아 건강 개선, 혈중 지질 축적 감소, 골 강도 강화, 운동 능력 증가 등의 효과가 있는 것으로 나타났다.자일리톨은 또한 고혈압과 비만을 대체하는 것으로 다양한 식품에 널리 사용되는 기능성 감미료입니다.

장 내 세균은 크게 비피도박테리아 (bifidobacteria), 연쇄상구균 (streptococcus lactis), 기타 유익균 등 6 종류가 있다.장 내 미세생태학적 준비물, 주로 단사 장구균이 장내 환경을 개선할 수 있다.크실리톨과 밤 다당류와 같은 식이 섬유는 중요한 프리 바이오틱스입니다.그러나 인체에 직접 흡수되어 사용할 수 없기 때문에 미생물의 운반체로서만 프리바이오틱 효과를 발휘할 수 있어 식품에서의 적용 범위가 제한되고 people& 에도 영향을 미친다#프리바이오틱스의 기능에 대한 이해 39;s.

현재 자일리톨과 자일리톨이 소화관 미생물군에 미치는 영향에 대한 연구는 자일리톨이 위장관 식물군에 좋은 조절효과를 보이고 있음에도 불구하고, 특히 일부 질병의 진단 및 예방에서 자일리톨의 기저 메커니즘과 프로바이오틱스에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡한 실정이다.따라서 자일리톨에 대한 현재 연구의 핵심은 현대 생물학적 기술을 통해 전바이오틱 효과, 작용 부위 및 작용 방식을 탐구하여 전바이오틱 효과를 더 많이 발견하고 적용 범위를 더 넓히는 데 도움을 주는 것이다.크실리톨의 큰 잠재력은 또한 환경 보호의 대의를위한 새로운 아이디어와 사고를 열었습니다.