Ксилитолът е важно междинно съединение на пътя на пентитола в черния дроб за повторното използване на глюкуронид от разграждането на съединителната тъкан (протеогликан).

Свързани термини:

  • Лактоза
  • Сорбитол
  • Глицерол
  • Еритритол
  • Галактоза
  • Глюкоза
  • Ферментация
  • Глюконати
  • Ксилоза
  • Захароза

Изтеглете като PDF

За тази страница

Ксилитол

Матю С. Мелема DVM, д-р, DACVECC, по токсикология на малки животни (трето издание), 2013 г.

Токсикокинетика

Погълнатият ксилитол се абсорбира лесно, ако не напълно, от стомашно-чревния тракт при повечето видове. Пиковите плазмени нива настъпват приблизително 30 минути след поглъщане. 10 Превръщането на ксилитол в глюкоза и в крайна сметка гликоген е възможно и се случва в черния дроб, когато се предприеме този път на използване. 11 В крайна сметка се смята, че черният дроб е отговорен за 80% от метаболизма на ксилитола. 12 Ксилитолът може да се превърне в d-ксилулоза вътреклетъчно. Очаква се, но все още не е доказано доколкото ми е известно, че d-ксилулозата може да се превърне в ксилулоза-5-фосфат, който е посредник в пътя на пентозата фосфат, който може да доведе до субстрати, които могат да се използват при гликолиза. Пентозният фосфатен път участва в регулирането на освобождаването на инсулин и навлизането на метаболитите на ксилитол в този път изглежда е свързано с генериращите хипогликемия ефекти на ксилитол при кучета. Понастоящем средствата, чрез които токсичността на ксилитола води до чернодробно увреждане, са неизвестни. Предполага се, че изчерпването на аденозин трифосфатазата вследствие на метаболизма на ксилитол, повишеното генериране на реактивни кислородни форми или и двете могат да бъдат отговорни. 13

Ксилитолът като биопродукт от агро и горската биорафинерия

Мария Е. Валехос, район Мария С., в Биоконверсия на храните, 2017

7 Приложения за ксилитол и пазарни тенденции

Ксилитолът е един от първите десет химикали, получени от лигноцелулозни материали, с голям потенциал като страничен продукт от биорафинериите. В момента ксилитолът се използва като подсладител в печени изделия, конфитюри, желатин, десерти, дъвки и сладолед. Също така се използва във фармацевтични продукти и хигиена на устната кухина. Най-важното му използване е като заместител на захарта в продукти, в които тя се карамелизира в процеса на печене. Карамелизацията на захарта води до потъмняване на продукта поради химическата реакция на Maillard между захари и протеини, която се ускорява при високи температури. Този ефект не се проявява при ксилитол, тъй като той няма алдехидни или кетонни групи. В медицината ксилитолът може да се използва и за профилактика или лечение на заболявания като диабет, затлъстяване, отит, остеопороза, муковисцидоза и други (Rodrigues et al., 1998). Наскоро беше проучено използването на ксилитол като пластификатор при обработката на биополимери. Например, ксилитолът като пластификатор на термопластично нишесте намалява ретроградирането на нишестето и дългосрочната миграция на пластификатора и подобрява неговата водочувствителност, свойства на опън и крихливост (Muscat et al., 2012).

Превръщането в ксилитол и последващото превръщане в гликоли може да бъде процес от първо поколение за производство на гликоли. Превръщането на ксилитол в гликоли, а именно пропилей гликол и етилен гликол, се основава на хидрогенолиза. Може да се постигне висок добив (80%) на етилен гликол и пропилен гликол. Съполимеризацията с други гликоли за пазара на ненаситени полиестерни смоли би била една от основните възможности (Werpy and Petersen, 2004). Настоящите и потенциални приложения на ксилитола са използването му като подсладител, емулгатор, овлажнител, стабилизатор, сгъстител и градивен елемент (ксиларова киселина, пропилей гликол, етилен гликол и глицерол).

Понастоящем ксилитолът се произвежда чрез химически каталитични процеси главно от ксилоза от хемицелулозни хидролизати на царевични кочани и твърда дървесина. Danisco е основен световен доставчик на ксилитол, който наскоро разработи Xylitol XIVIA, използвайки по-устойчив процес с интегриран подход с целулозно-хартиената индустрия. Химическият път обаче преобладава при превръщането на ксилозата в ксилитол. Пазарът на ксилитол се увеличава в световен мащаб и цената му е около 4 до 5 килограма -1. Тази цена е намаляла през последните 10 години в резултат на икономиите от мащаба на производството (Rao Ravella et al., 2012). Очаква се търсенето на ксилитол да нарасне в хранителни продукти без захар и с ниско съдържание на калории. Световният пазар на ксилитол се изчислява на 161 500 метрични тона и се очаква да достигне 242 000 метрични тона до 2020 г. (на стойност над 1 милиард щатски долара). Прогнозира се, че индустрията на дъвките ще включва 67% от глобалното потребление на ксилитол до 2020 г. (Report-Buyer, 2014).

Разрешени здравни претенции на ЕС за ксилит и дъвка без захар (SFCG)

3.2 Химичният профил на ксилитола

Понастоящем ксилитолът е одобрен за употреба в храни на практика във всички индустриализирани страни и се използва безопасно в хранително-вкусовата промишленост от 70-те години на миналия век, въпреки че през 60-те години на миналия век в Съветския съюз имаше няколко нетекущи потребителски продукта за пациенти с диабет. Ксилитолът е одобрен за продукти за хигиена на устната кухина, фармацевтични продукти, козметика и тоалетни принадлежности.

Влиянието на съставките върху стабилността на продукта и срока на годност

5.8.5 Ксилитол

Подсладители и здраве на зъбите

9.2.1 Кратка химическа характеристика на молекулата ксилитол

Ксилитолът е естествен въглехидрат, който е класифициран в системите на органичната химия като захарен алкохол (полиол, многовалентен алкохол). Тъй като молекулата се състои от скелет от пет въглеродни атома и съдържа общо пет хидроксилни групи (OH групи; фиг. 9.1), ксилитолът е един от така наречените пентитоли. Молекулата е симетрична и следователно не се използва D- или L-префикс. От голямо значение за химията на ксилитола е наличието на тридентатен лиганд (H-C-OH) 3 в молекулата. Това устройство може да реагира с различни поливалентни катиони като Ca (II). Взаимодействието между Ca (II) и ксилитол може да бъде важно in vivo при процеси като транспортирането на Ca (II) през чревната стена и при реминерализацията на ранните лезии на зъбен кариес.

sciencedirect

Фиг. 9.1. Структурната формула на четири диетични захарни алкохола. Ксилитолът и D-глюцитолът (сорбитол) са може би най-често използваните диетични захарни алкохоли, а също така D-манитолът се използва в различни медицински и диетични приложения. Формулите изглеждат сходни, но се различават една от друга по важни подробности, които от своя страна се отразяват в метаболитното поведение на тези молекули. Пентитоловата природа на молекулата на ксилитола (т.е. наличието на пет OH-групи) е използвана, за да обясни отчасти благоприятните ефекти на ксилитола при ограничаване на кариеса. Галактитол не е тестван при клинични кариеси.

Въглехидрати, алкохоли и органични киселини

Функция

Ксилитолът има както пасивни, така и активни антикариесни свойства (Levine, 1998; Makinen et al., 1998) и изглежда по-ефективен при спиране на зъбния кариес от сорбитола (Makinen et al., 1996).

Установено е, че ксилитолът инхибира растежа на Streptococcus pneumoniae и евентуално по този начин намалява честотата на възпаление на средното ухо при деца (Uhari et al., 1998). Пероралният прием може да увеличи чревната абсорбция на желязо, мед и калций (Hamalainen and Makinen, 1985). Проучванията върху животни показват, че храненето с ксилитол може да подобри костната архитектура и биомеханичната стабилност на костите (Mattila et al., 2002).

Използването на разтвори, съдържащи ксилитол за подкрепа на парентерално хранене, може да доведе до развитие на оксалоза с риск от припадъци и бъбречна недостатъчност (Leidig et al., 2001); следователно подобна употреба е забранена в Съединените щати.

Ветеринарна токсикология

Ксилитол

Ксилитолът е петвъглероден захарен алкохол. Естествено се среща в много плодове, зеленчуци, гъби, овес, както и в хранителни влакна като люспи, царевични кочани и стъбла на растенията. Ксилитолът е открит за първи път от германския химик Емил Фишър през 1891 г. след хидрогениране на d-ксилозна дървесна захар. По време на недостига на захар от Втората световна война, ксилитолът се използва във Финландия като заместител на захарозата. Използва се главно като нискокалоричен подсладител за диети с диабет или като естествен заместител на захарта. В момента присъства в много разновидности на дъвка, дъвчащи витамини, бонбони, лечебни хапчета, ментови бонбони, таблетки за смучене, продукти за грижа за устната кухина и хлебни изделия. Това са често срещаните източници на отравяне при кучета.

Кучетата, които приемат повече от 0,1 и 0,5 g kg -1, са изложени на риск от хипогликемия и чернодробна недостатъчност, съответно. При кучетата инсулинът се освобождава от β-островните клетки на панкреаса в резултат на стимулация от глюкоза, получена от ксилитол, както и директното действие на самия ксилитол върху тези клетки. Хиперинсулинемията причинява хипогликемия и свързаните с нея клинични признаци на летаргия, атаксия, колапс и гърчове. Повръщането често е първият докладван клиничен признак. Въпреки че не се оценява често, глюкагонът, реагиращ на хипогликемия хормон и известна причина за повръщане, вероятно е повишен при пациенти с токсичност на ксилитол и може да обясни този клиничен признак. Кръвната глюкоза може да спадне в рамките на 30–60 минути, но клиничните признаци на хипогликемия са забавени до 12 часа в някои случаи на токсичност на ксилитолова смола.

Съобщени са няколко случая на чернодробна недостатъчност при кучета след интоксикация с ксилитол, често без предшестваща хипогликемична криза. Много случаи показват кръвоизлив и увеличено протромбиново време и/или увеличено частично тромбопластиново време, съответстващо на свързаната с чернодробната недостатъчност коагулопатия. Лечението е симптоматично.

Концепцията за биорафинерия за индустриална валоризация на страничните продукти от преработката на кафе

Валентина Аристизабал-Маруланда,. Карлос А. Кардона Алзате, в Наръчник за странични продукти от преработката на кафе, 2017

3.7.2.6 Ксилитол

Ксилитолът се синтезира от ксилоза от дрождите Candida mogii. Първоначално течността се изпраща в процес на стерилизация при 121 ° C, при който биологичната активност се неутрализира. След като хранителната среда е стерилизирана, ферментацията с C. mogii се извършва съгласно Tochampa et al. (2005), при 30 ° C при аеробни условия (концентрация на разтворен кислород 20%). След ферментацията полученият поток се филтрира за отделяне на биомасата и температурата се повишава до 40 ° C и се използва бърза операция за концентриране на получения ксилитол. Следващата стъпка за изолиране на метаболита от ферментационния бульон се състои в изпаряване, за да се елиминира излишъкът от вода за улесняване на концентрацията чрез кристализация, добавяне на етанол, за да се намали драстично разтворимостта на ксилитола и да се пренасити разтворът, за да се извърши кристализацията при 5 ° C (Parajó et al, 1998).

Черен дроб

Ксилитол

Ако поглъщането е настъпило през последните няколко часа, се препоръчва предизвикване на повръщане (освен ако не показват признаци на хипогликемия). Активният въглен може да има ограничена стойност при адсорбирането на ксилитол, но все пак се препоръчва, ако са погълнати големи количества. 168 Препоръките за лечение включват хоспитализация за наблюдение и мониторинг, добавяне на декстроза за контрол на хипогликемия и симптоматично и поддържащо лечение при усложнения на чернодробна недостатъчност. Хепатопротективната терапия с NAC, SAMe и силимарин може да бъде от полза. Прогнозата е добра за възстановяване при кучета с неусложнена хипогликемия и охранявана до лоша за кучета с чернодробна недостатъчност. Преживяемостта след чернодробна недостатъчност не е задължително да корелира с погълнатото количество ксилитол. 169