Кіріспе

Табиғи тәттілендіргіш
Жасанды тәттілендіргіш

Ксилитол – HO(CH2)(CHOH)3(CH2)OH формуласына ие химиялық қосылыс, нақтырақ айтқанда, осы құрылымдық формуласы бар нақты бір стереоизомер. Бұл түссіз немесе ақ кристалды қатты зат, суға толық ерігіш. Ол полиалкоголь және қант спирті, атап айтқанда альдитол ретінде жіктеледі. Атауы ξύλον, xyl[on] – "ағаш" сөзінен шыққан, ал "-итол" қосымшасы оның қант спирті екенін көрсетеді. Ксилитол тағамдық қоспа ретінде және қантты алмастыру үшін қолданылады. Оның Еуропалық Одақ коды – E967. Тағам өнімдерінде қантты ксилитолмен алмастыру тіс денсаулығын жақсартуға көмектеседі, бірақ ксилитолдің өзі тіс шұқуларын болдырмайтынына қатысты нақты дәлелдер жоқ.

Тарих

1890 жылы қыркүйекте неміс химия профессоры Эмиль Фишер мен оның ассистенті Рудольф Штахель бук ағашының қиыршықтарынан жаңа затты бөліп алып, оны ксилит деп атады – бұл неміс тілінде ксилитол деген сөз. Келесі жылы француз химигі М. Г. Бертран бидай мен сұлының сабанын өңдеу арқылы ксилитол сиробын бөліп алды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі қанттың рациондалуы қант алмастырғыштарға қызығушылықты арттырды. Ксилитол және басқа полиолдарға деген қызығушылық күшейіп, олардың қасиеттерін зерттеуге және өндіріс әдістерін дамытуға әкелді.

Құрылым, өндіріс, сауда

Ксилитол – 5 көміртекті қант спирттерінің бірі. Басқалары – арабитол және рибитол. Бұл үш қосылыс үш екінші спирт тобының стереохимиясымен ерекшеленеді. Ксилитол табиғи түрде шабдалы, құлпынай, гүлді қаударбас және тығырық қабақта аз мөлшерде кездеседі; адамдар мен көптеген басқа жануарлар көмірсулардың метаболизмі кезінде шамалы мөлшерде өндіреді. Пентанның 1,2,3,4,5 пентолының көптеген басқа изомерлері хиралды, бірақ ксилитол симметрия жазықтығына ие. Өнеркәсіптік өндіріс лигноцеллюлозды биомассадан басталады, одан ксилан бөліп алынады; шикі биомасса материалдарына қатты және жұмсақ ағаштар, сондай-ақ жүгері, бидай немесе күрішті өңдеу қалдықтары кіреді. Қоспа қышқылмен гидролизделгенде ксилоза алынады. Ксилоза хроматография арқылы тазартылады. Тазартылған ксилоза Рэйни никель катализаторын қолдана отырып, катализдік гидрогенация арқылы ксилитолға айналдырылады. Бұл өзгеріс қантты (ксилоза, альдегид) бастапқы спирт – ксилитолға түрлендіреді. АҚШ Энергетика департаментінің мәліметінше, ысырапталған биомассадан ферментация арқылы ксилитол өндіру – коммерция үшін ең құнды жаңартылатын химиялық заттардың бірі болып табылады, және 2025 жылға қарай оның құны 1,4 миллиард АҚШ долларына жетеді деп күтілуде.

Қолданылуы

Ксилитол дәрі-дәрмектер, диеталық қоспалар, кондитерлік өнімдер, тіс пастасы және шайнамалы жегу сияқты өндірілген өнімдерде қантты алмастырушы ретінде қолданылады, бірақ ол күнделікті тұтынуға арналған әдеттегі тәтті зат емес. Ксилитолдың қандағы қант деңгейіне тигізер әсері шамалы, себебі оның сіңірілуі және метаболизмі инсулинге тәуелсіз. Ксилитол көбінесе "көйлек қанты" деп сатылады. Ксилитол мұрынды суару үшін қолданылатын тұзды ерітіндіге де қосылады және созылмалы синусит симптомдарын жақсартуға көмектеседі деген хабарлар бар. Ксилитолді матаға енгізу арқылы салқындататын мата жасауға болады. Матаға сіңген ксилитол тер сияқты ылғалмен қабаттасқанда салқындату сезімін тудырады.

Тамақ тәуекелдері

Адамдардың көпшілігі үшін қалыпты мөлшерде қолдану денсаулыққа ешқандай қауіп келтірмейді. Еуропалық тамақ қауіпсіздігі агенттігі ксилитолдың күндізгі мөлшерін шектемейді. Барлық полиолдардың жоғары дозада ас қорыту жүйесіне тигізетін жағымсыз іш жүректік әсеріне байланысты, Еуропалық Одақта ксилитол газдалған сусындарға тыйым салынған. Сондай-ақ, 1985 жылғы Еуропалық Одақтың Азық-түлік ғылыми комитетінің баяндамасында "күнделікті 50 грамм ксилитол қабылдау іш сүртуге әкелуі мүмкін" делінгендіктен, үстел үстіндегі тәттілендіргіштер және ксилитол қосқан басқа да өнімдерде "Шамадан тыс қолдану іш жүректік әсер тудыруы мүмкін" деген ескерту болуы тиіс.

Метаболизм

Ксилитолдың бір граммы 2,4 килокалория азық-түлік энергиясын қамтиды (10 килоджоуль), бұл АҚШ және ЕО тамақ өнімдерін таңбалау ережелеріне сәйкес келеді. Ксилитолды қабылдау мотилин секрециясын арттырады, бұл оның диарея тудыру қабілетімен байланысты болуы мүмкін. Ксилитолдың нашар сіңірілуі, бірақ ашытуға жарамдылығы іш қатуды жеңілдетуге де себеп болады. Соңғы зерттеулер ксилитолдың ауыздағы патогенді стрептококктардың өсуін тежейтінін, соның салдарынан тіс кариесі мен гингивитті азайтатынын көрсетеді, алайда жұтылған ксилитол ішек дисбактериозын тудыруы мүмкін деген алаңдаушылық бар. 2022 жылғы шолуға сәйкес, ксилитол қосылған шайнамалы ірімшік тіс тақтасын азайтады, бірақ ксилитол қосылған қантты конфериялар осы әсерді көрсетпейді.

Құлақ ауруы

2011 жылы EFSA ксилитолмен тәттіленген шайнаманың ортаңғы құлақ инфекциясының (жедел отит медиа, АОМ) алдын алуға қабілетті екенін растайтын жеткілікті дәлелдер жоқ екеніне тоқталды. 2016 жылғы шолу ксилитолдың шайнамада немесе сірнеде пайдалануының дені сау балаларда АОМ-ның алдын алуда орташа тиімділігі болуы мүмкін екенін көрсетті. Бұл, сау балаларда құлақ ауруының пайда болу қаупін 25%-ға төмендетуге мүмкіндік беретін, дәстүрлі емдеуге (мысалы, антибиотиктерге) балама болуы мүмкін, бірақ құлақ ауруын емдеу үшін қолданылуына нақты дәлелдер жоқ. Ксилитол өнімдері салмақты бақылау үшін сахарозаның орнына қолданылады, себебі ксилитол сахарозаға қарағанда 40%-ға аз калориялы (сахарозаның 4,0 ккал/г-ға қарағанда 2,4 ккал/г). Ксилитолдың гликемиялық индексі (ГИ) глюкозаның ГИ-сының бар болғаны 7%-ын құрайды.

Адамдар

Жоғары дозада қабылдаған кезде ксилитол және басқа полиолдар асқазан-ішекке қатысты қолайсыздықтарға, соның ішінде ішек газдарының пайда болуына, диареяға және тітіркенішті ішек синдромына (метаболизм бөліміне қараңыз) әкелуі мүмкін; кейбір адамдар төмен дозада да жағымсыз әсерлерді сезінеді. Ксилитолдың іш жүргізетін әсеріне төзімділік шегі кейбір қант спирттеріне қарағанда төмен, бірақ маннит пен сорбитке қарағанда оңайрақ көтеріледі. Ксилитолдың көп мөлшерде тұтынуы несеппен оксалат, кальций және фосфаттың шығарылуын күшейтеді (сәйкесінше оксалурия, кальциурия және фосфатурия деп аталады). Бұл бүйрек тас ауруының белгілі қауіп факторлары болып табылады, бірақ осыған қарамастан, ксилитол адамдарда бүйрек ауруына байланысты емес.

Иттер және басқа жануарлар

Ксилитол иттерге улы. 1 килограмм дене салмағына 100 миллиграмм ксилитол (мг/кг) жұтылса, иттерде инсулин дозаға байланысты бөлінеді; дозасына қарай, бұл өмірге қауіпті гипогликемияға алып келуі мүмкін. Ксилитолдың уыттану симптомдары жұтылғаннан кейін 30-60 минут ішінде пайда болуы мүмкін. Көбінесе алғашқы симптом құсу, одан кейін әлсіздік пен атаксия байқалады. 500 мг/кг дене салмағынан жоғары дозаларда бауыр жеткіліксіздігі дамуы мүмкін, соның салдарынан диссеминирленген интраваскулярлық коагуляция сияқты коагулопатиялар туындауы мүмкін. Ксилитол резус макакаларына, жылқыларға және егеуқұйрықтарға зиян келтірмейді.