(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN đề tài tìm HIỂU về NGUỒN gốc, PHƯƠNG PHÁP sản XUẤT, đặc điểm, ỨNG DỤNG của ĐƯỜNG XYLITOL

Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM
Viện Khoa Học Ứng Dụng

BÀI TIỂU LUẬN

Đề Tài:
TÌM HIỂU VỀ NGUỒN GỐC, PHƯƠNG PHÁP SẢN
XUẤT, ĐẶC ĐIỂM, ỨNG DỤNG CỦA ĐƯỜNG
XYLITOL

Đức Phổ, Ngày 27 /11/ 2021
1

Tieu luan


Mục Lục
Phần 1: Mở Đầu.......................................................................................... 3
I. Nguồn Gốc............................................................................................ 3
Phần 2: Nội dung........................................................................................ 4
I. Phương Pháp Sản Xuất.........................................................................4
II. Đặc Điểm............................................................................................. 5
III. Ứng Dụng........................................................................................... 6
Phần 3: Kết Luận........................................................................................ 8

2

Tieu luan


Phần 1: Mở Đầu

I. Nguồn Gốc

- Xylitol ban đầu được phát hiện vào năm 1891 bởi Emil Fischer (1852-1910), một
nhà hóa học người Đức đoạt giải Nobel Hố học năm 1902 cho cơng trình nghiên cứu
về đường và các chất purine.Xylitol là một hợp chất hữu cơ rượu đường (đường lên
men) có sẵn trong tự nhiên, nó khác với các chất làm ngọt khác như là sorbitol, đường
quả và glucose vì phân tử xylitol chỉ có năm, thay vì sáu ngun tử cacbon, và 5 nhóm
OH, cơng thức (CHOH)3 (CH2OH)2.

- Xylirol được tìm thấy với hàm lượng thấp trong các loại quả mận, dâu tây, quả mâm xôi,
các loại rau như súp lơ, bí ngơ, rau bina.

Hình 1. Cấu trúc Xylitol

3

Tieu luan


Phần 2: Nội dung
I. Phương Pháp Sản Xuất

- Xylitol là loại đường Pentose có rất ít trong các loại trái cây, rau quả (Mận, dâu tay,
sup lơ, bí ngơ). Xylitol có thể được sản xuất bằng phương pháp hóa học và phương
pháp công nghệ sinh học. Tuy nhiên sản xuất theo phương pháp hóa học thì tốn kém,
q trình sản xuất trãi qua nhiều công đoạn để tinh sạch sản phẩm.

- Xylitol được sản xuất dựa trên quá trình thủy phân xylose dưới xúc tác của Niken,
tuy nhiên quá trình này đòi hỏi nhiều năng lượng và mất nhiều chi phí. Vì vậy, nghiên

cứu q trình sản xuất xylitol theo phương pháp công nghệ sinh học bằng các loại nấm
men từ chi Candida được thay thế cho quá trình sản xuất bằng phương pháp hóa học.
Các tế bào nấm men thơng thường được sử dụng hiệu quả trong q trình lên men và
sản xuất xylitol là Candida tropicalis và Candida guilliermondii. Hiện nay, thị trường
xylitol thế giới chiếm từ 20-40 ngàn tấn xylitol, mang lại giá trị kinh tế cao từ 90-340
triệu đô la mỗi năm (Van Wyk, 2001; Granstrom et al., 2007 a, b; Prakasham et al.,
2009).
- Việc sản xuất xylitol, một chất xuất hiện tự nhiên five-carbon polyalcohol, được
quan tâm vì tiềm năng sử dụng như một chất làm ngọt thực phẩm tự nhiên, như một
chất giảm sâu răng và như một chất thay thế đường để điều trị bệnh nhân tiểu đường.
Mặc dù không phổ biến ở Bắc Mỹ, xylitol đã được sử dụng ở Đức, Switz erland và
các nước Scandinavia như một chất tạo ngọt trong kẹo cao su, sơ cơ la, bánh mì và các
loại khác sản phẩm thực phẩm.
- Xylitol là một sản phẩm trung gian bình thường của q trình chuyển hóa bohydrat ở
người và động vật.

4

Tieu luan


- Hiện tại, sản xuất quy mô lớn được thực hiện bằng cách khử hóa chất D-xylose có
nguồn gốc từ chất thủy phân của gỗ bạch dương hoặc chất khác vật liệu giàu
hemicellulose.

Hình 2: quy trình sản xuất xylitol thành kẹo
II. Đặc Điểm
Xylitol (C5H12O5). Tên theo danh pháp UIPAC: (2S,4R)-pentane-1,2,3,4,5-pentol.
- Xylitol là Polyol monosaccharide, một loại rượu pentahydric thường được sản xuất
bằng cách hydro xylose các gốc hemicelluloses trong các loại như cây bạch dương, vỏ

hạnh nhân và bắp ngô. Xylitol thường ở dạng tinh thể bột màu trắng không mùi, với

5

Tieu luan


hương vị ngọt dễ chịu. Nó được sử dụng ngày càng phổ biến như là một chất làm ngọt
thay thế do nó có vai trị trong việc làm giảm sự phát triển của sâu răng.
- Xylitol cung cấp khoảng 2,4 calo/gram. Nhưng chỉ có một phần được hấp thụ và
chuyển hóa. Số lượng được hấp thụ có thể khác nhau tùy thuộc vào số lượng tiêu thụ
và phụ thuộc vào sự khác biệt của mỗi cơ thể.
- Xylitol có vị ngọt và độ ngọt tương tự như sucrose nhưng chỉ cung cấp 1/3 lượng
calo và khơng có dư vị khó chịu. Nó nhanh chóng hịa tan và tạo ra một cảm giác làm
mát trong miệng. Xylitol làm ổn định pH trong thực phẩm, nó cũng làm ổn định nhiệt
và hịa tan rất nhiều trong nước (64,2 g/100 ml).
III. Ứng Dụng

- Trong thực phẩm và bánh kẹo
+ Ngành công nghiệp thực phẩm sử dụng xylitol trong công thức nấu ăn của các sản phẩm
thực phẩm để cải thiện thời gian sử dụng, màu sắc và hương vị của thực phẩm. Nó khơng làm
giảm giá trị dinh dưỡng của protein vì nó khơng trải qua phản ứng Millard.
+ Nó được sử dụng riêng biệt hay kết hợp với các sản phẩm thay thế đường khác trong việc
sản xuất sô cô la không đường, kẹo cao su, kẹo cứng, sô cô la, pastilles và đồ ngọt khác cho
bệnh nhân tiểu đường. Kẹo pectin thạch có thể được sản xuất với sự kết hợp của xylitol và
thủy phân tinh bột.
+ Ứng dụng hàng đầu thế giới của xylitol là trong sản xuất kẹo cao su khơng đường, vì nó
cung cấp nhanh chóng vị ngọt, hương vị và tác dụng làm mát nhanh. Do thuộc tính khơ
nhanh nên xylitol thường được sử dụng cho các hình thức áo đường kẹo cao su.
+ Mặc dù xylitol chỉ được sử dụng trong sản xuất kẹo cao su, chocolate, kẹo, kem và các loại

đồ ngọt khác, tuy nhiên một số sản phẩm dung xylitol thay thế đường để tối ưu hóa vị ngọt,
kết cấu và tăng thời hạn sử dụng.

6

Tieu luan


- Sản phẩm bánh mì
+ Các hương vị nướng đặc trưng là kết quả của một loạt các phản ứng hóa nâu khơng enzym
tùy thuộc vào sự hiện diện của các nhóm keto hay nhóm Aldo. Vì vậy việc bổ sung xylitol
trong sản phẩm bánh mì sẽ tạo ra các hương vị đặc trưng và màu sắc trong khi nướng.
+ Winkelhausen et al. (2007) đã nghiên cứu khả năng sử dụng xylitol làm chất tạo ngọt năng
lượng thấp trong bánh nướng, đó là so sánh bánh Cookies được làm với 100% đường xylitol
với bánh Cookies được làm từ glucose và sucrose. Thời gian lưu trữ từ 1-2 tuần cho thấy
không có ảnh hưởng đáng kể đến kết cấu và hương vị của bánh. Tuy nhiên, bảo quản 3 tháng
cho thấy một tác động đáng kể đến kết cấu và hương vị bánh cookies. Bánh được làm với
sucrose cho thấy ý sau khi bảo quản trên 3 tháng, bánh giòn và mềm. Bánh có chứa 50%
xylitol cho thấy hương vị, màu sắc, kết cấu có giá trị cảm quan tối đa; Do đó xylitol có thể
được thay thế lên đến 50% trong sản phẩm, nếu bổ sung hàm lượng xylitol cao hơn màu sắc
sẽ kém đi và kết cấu của bánh trở nên cứng.
- Ngành cơng nghiệp dược phẩm
+ Xylitol có thể được sử dụng như một tá dược hoặc như một chất tạo ngọt trong nhiều chế
phẩm dược như Xi-rô ho, thuốc bổ, vitamin... và các chế phẩm làm từ xylitol không bị lên
men cũng như không bị hỏng do nấm mốc. Lý do là xylitol trơ về mặt hóa học, nó khơng trải
qua các phản ứng Maillard hoặc phản ứng với tá dược hoặc các thành phần hoạt động của
dược phẩm khác. Dược phẩm làm từ Xylitol dùng cho trẻ em vào ban đêm sau khi đánh răng
cũng không có hại cho răng.
+ Trong kem đánh răng, nó có thể thay thế một phần hoặc hoàn toàn sorbitol như một chất
giữ ẩm, do vị ngọt của xylitol lớn hơn nên nó cải thiện hương vị của kem đánh răng (Pepper

và Olinger, 1988).
Cũng có bằng chứng rằng việc sử dụng một kem đánh răng chứa xylitol có thể giảm vi khuẩn
Streptococcus trong nước bọt (Svanberg và Birkhed, 1995). Do hiệu ứng tổng thể của nó tốt
cho sức khỏe răng miệng, xylitol cũng đã được dùng trong các sản phẩm chăm sóc răng
miệng khác, như nước súc miệng và nước bọt nhân tạo (Featherstone et al., 1982).

7

Tieu luan


Hình 3: ứng dụng của xylitol

Hình 4: đường xylitol
8

Tieu luan


Phần 3: Kết Luận
- Tiềm năng nguồn nguyên liệu để để sản xuất xylitol là chất thải nông nghiệp; hiệu quả và
các vấn đề an toàn của xylitol đã được xem xét để sử dụng trong các loại thực phẩm khác
nhau, dược phẩm và y tế.
- Xylitol là chất làm ngọt có nhiệt lượng thấp đang thu hút sự chú ý của toàn cầu do các ứng
dụng tiềm năng khác nhau của nó trong thực phẩm và ngành dược phẩm. Xylose là cơ chất
liệu sử dụng để sản xuất xylitol bằng phương pháp hóa học hoặc bằng sinh học. Sản xuất
bằng phương pháp hóa học có chi phí cao và tiêu thụ nhiêu năng lượng. Thủy phân xylan
hemicellulosic thành xylose bằng phương pháp hóa học hoặc bằng sinh học phụ thuộc vào
các thông số liên quan đến sinh khối, thủy phân và enzyme.
- Thủy phân sinh khối nông nghiệp bằng phương pháp hóa học sinh ra các chất ức chế tăng

trưởng của vi sinh vật mà cần phải được xử lý, để loại bỏ các chất ức chế tăng trưởng vi
khuẩn, có thể sử dụng các phương pháp gồm vật lý, hóa học và sinh học. Hiệu quả của quy
trình loại bỏ cũng phụ thuộc vào nguyên liệu, loại quá trình thủy phân, hóa chất, thành phần
mơi trường và vi sinh vật sử dụng. Tuy nhiên, sự kết hợp của tất cả các phương pháp này là
thích hợp nhất và thường được sử dụng.
- Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để tìm lồi ví inh vật phân giải xylose và đã kết luận
rằng Candida loài là tốt nhất trong việc sản xuất xylitol. Sản xuất xylitol bằng vi sinh vật bị
ảnh hưởng bởi quá các thông số như pH và nhiệt độ.
- Xylitol có thể được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm ví dụ bánh kẹo, sữa và các sản
phẩm bánh mì. Ngồi ra nó có một tiềm năng được tích hợp trong các loại thuốc khác nhau
chẳng hạn như trong xi-rô ho và thuốc bổ cho bệnh nhân tiểu đường và sức khỏe con người
nhận thức. Khoảng hai phần ba xylitol hấp thụ được chuyển hóa bởi vi khuẩn đường ruột có
tác dụng như prebiotic bằng cách sản xuất SCFAs làm hạ đường huyết, cholesterol và
triglyceride.
9

Tieu luan


Do đó, trong q trình sản xuất xylitol cần tìm hiểu về bản chất của vật liệu thủy phân,
phương pháp thủy phân, phương pháp loại bỏ tác nhân gây ức chế, môi trường lên men sinh
học và việc kết hợp xylitol với các loại thực phẩm khác nhau. Hơn nữa cần được nghiên cứu
thêm về hiệu quả của việc trao đổi chất của xylitol trong vấn đề sức khỏe.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Wikipedia xylitol.
2. Tài liệu Công nghệ sản xuất xylitol bằng phương pháp lên men.

10

Tieu luan


11

Tieu luan