Ксилит как сахарозаменитель¶

Ксилит (ксилитол, E967) — пятиатомный спирт (полиол) с химической формулой C₅H₁₂O₅, используемый как сахарозаменитель и подсластитель. По сладости он сопоставим с сахарозой (примерно 0,9–1,0 от её сладости), но содержит около 2,4 ккал/г против 4 ккал/г у сахара. Вещество встречается в природе в небольших количествах во фруктах, ягодах, овощах, кукурузных кочерыжках, берёзовой коре и некоторых грибах, откуда и происходит его название (от греч. xylon — «древесина»).

¶Химическая природа и свойства

Ксилит относится к классу полиолов — многоатомных спиртов, получаемых восстановлением соответствующих сахаров. При восстановлении ксилозы (пентозы) образуется ксилит. Это бесцветное кристаллическое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде. Его температура плавления составляет около 92–96 °C. В отличие от сахарозы, ксилит не участвует в реакции карамелизации так же активно и не сбраживается обычными дрожжами.

Ксилит обладает низким гликемическим индексом — около 7–13, что существенно ниже, чем у глюкозы (100) и сахарозы (около 65). Это связано с тем, что метаболизм ксилита в значительной степени не зависит от инсулина.

¶История

Впервые ксилит был получен в конце XIX века: в 1891 году немецкий химик Эмиль Фишер и его коллеги синтезировали вещество восстановлением ксилозы. Промышленное производство началось значительно позже. В 1960-х годах финские исследователи обратили внимание на связь между потреблением сахара и кариесом, что стимулировало интерес к сахарозаменителям. Финляндия стала одной из первых стран, где ксилит начали выпускать в промышленных масштабах, в том числе в виде жевательной резинки.

¶Производство

Промышленно ксилит получают двумя основными способами:

• Гидрогенизация ксилозы. Ксилозу выделяют из растительного сырья (кукурузные кочерыжки, овсяная шелуха, берёзовая древесина, хлопковая шелуха) гидролизом гемицеллюлоз, затем восстанавливают водородом при высоком давлении и температуре в присутствии катализаторов (никель, рутений).
• Микробиологический синтез. Ряд дрожжей и грибов способен превращать глюкозу или ксилозу в ксилит в ходе ферментации.

Мировыми лидерами по производству ксилита являются Китай, Финляндия и некоторые другие страны. Сырьевая база определяет себестоимость: ксилит дороже сорбита и многих других полиолов.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Ксилит используется как подсластитель в продуктах без сахара: жевательных резинках, конфетах, шоколаде, выпечке, напитках, диетических десертах. Он маркируется как пищевая добавка E967. Благодаря охлаждающему эффекту при растворении (эндотермический эффект) ксилит часто входит в состав мятных жевательных резинок и леденцов.

¶Стоматология

Ксилит не метаболизируется бактериями Streptococcus mutans — основными возбудителями кариеса, поэтому не вызывает разрушения зубной эмали. Более того, регулярное употребление ксилита способствует снижению роста кариесогенных бактерий. Это свойство подтверждено многочисленными клиническими исследованиями и стало основанием для включения ксилита в рекомендации стоматологических ассоциаций.

¶Медицина и фармацевтика

В медицине ксилит применяется как заменитель сахара для пациентов с сахарным диабетом, а также в составе растворов для инфузий. В стоматологии выпускаются ксилитсодержащие зубные пасты, ополаскиватели и жевательные резинки.

¶Другие области

Ксилит используют в производстве косметики, средств гигиены, а также как промежуточное сырьё для синтеза некоторых химических соединений.

¶Влияние на здоровье

¶Положительные эффекты

• Низкий гликемический индекс. Ксилит медленно и не полностью усваивается, что делает его пригодным для людей с диабетом.
• Антикариесное действие. Подавляет рост кариесогенных бактерий.
• Меньшая калорийность. Около 2,4 ккал/г против 4 ккал/г у сахарозы.

¶Побочные эффекты и риски

• Слабительное действие. Как и другие полиолы, ксилит при избыточном потреблении может вызывать вздутие, метеоризм и диарею. Порог переносимости индивидуален.
• Токсичность для животных. Ксилит крайне опасен для собак: даже небольшое количество вызывает у них резкое падение уровня сахара в крови и поражение печени, что может привести к летальному исходу. Для кошек токсичность менее выражена, но также возможна.
• Калорийность. Несмотря на сниженную калорийность, ксилит не является «нулевым» продуктом и при больших количествах может влиять на общий калораж.

¶Регулирование

В Европейском союзе ксилит разрешён как пищевая добавка E967. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) присвоило ксилиту статус GRAS («общепризнанно безопасный»). В России ксилит также разрешён к применению в пищевой промышленности. При этом на упаковках продуктов с полиолами в ряде стран требуется предупреждение о возможном слабительном эффекте при чрезмерном употреблении.

¶Сравнение с другими сахарозаменителями

Ксилит занимает промежуточное положение: он слаще сорбита и эритрита, но калорийнее эритрита. Его уникальное преимущество — доказанное антикариесное действие.

¶Экономика и рынок

Мировой рынок полиолов, включая ксилит, растёт под влиянием спроса на низкокалорийные и диабетические продукты. Ксилит остаётся одним из более дорогих полиолов из-за сложности выделения ксилозы из растительного сырья. Основные потребители — производители жевательной резинки, кондитерских изделий и фармацевтики.