Ciekawostki / Gabinet / Porady · 5 stycznia 2021 0

Ksylitol vs Erytrytol

Nie jeden raz słyszeliśmy / czytaliśmy, że Ksylitol to cukier. Nawet plotki, że to cukier naturalny, albo, że z drzewa brzozy – mało tego : z drzewa i kory brzozy w Finlandii lub uzyskany poprzez wysuszenie wiosennego soku z brzozy.
Takie informacje nadal znajdują się na stronach sklepów internetowych posiadających w sprzedaży ten słodzik. Takie informacje znajdują się na stronach i blogach różnych treści i szerzą dezinformację.

Ksylitol to ani cukier, ani brzozowy ! ! ! (wytłumaczenie na końcu)

Bliżej mu natomiast do alkoholi – baaa – przy jego nadmiarze można odczuć upojenie alkoholowe. Ale wątpię czy ktoś wcześniej nie zwymiotuje od jego nadmiaru lub nie dostanie biegunki. Podobnie erytrytol. Indeks glikemiczny ksylitolu jest bardzo niski, ponieważ po jego spożyciu niemal nie wzrasta stężenie glukozy ani insuliny we krwi. Dzieje się tak po pierwsze ze względu na wolne wchłanianie, a po drugie przez powolny metabolizm, głównie skupiony w wątrobie, który niekoniecznie prowadzi do uwolnienia glukozy do krwioobiegu. Ponieważ do wchłaniania ksylitolu komórki nie wykorzystują insuliny, zatem jest on uznawany za środek słodzący bezpieczny dla cukrzyków.
Natomiast w praktyce jest tak, że kiedy spożywamy coś słodkiego to nasz organizm i tak zareaguje niezależnie od typu słodzika. U zdrowych osób przysadka mózgowa przesyła sygnał hormonalny do trzustki w celu pobudzenia wydzielania insuliny już w momencie, kiedy docierają do niej sygnały z kory mózgowej o pojawieniu się słodkiego smaku w ustach. Tym samym stwierdzono insulinogenne działanie niecukrowych substancji słodzących na nasz organizm.

Zatem używać czy nie?
Z pewnością ksylitol niewskazany jest dla osób z niewydolnością nerek, prawdopodobnie z powodu nasilenia katabolizmu puryn. Polialkohole zwykle lepiej tolerowane są przez osoby po 40 roku życia, natomiast u dzieci objawy nietolerancji są 6–krotnie częstsze (np. efekt przeczyszczający) pomimo, iż ksylitol jest prebiotykiem, opóźnia opróżnianie żołądka, działając podobnie jak błonnik pokarmowy. Jeżeli chodzi o naturalne występowanie tych substancji słodzących w naszych ciałach to bardziej „naturalny” będzie erytrytol. Na pewno obydwa ze względu na ich wartość energetyczną wliczamy do ogólnej puli spożywanych węglowodanów. Ksylitol i erytrytol wykazują działanie przeciwpróchnicze. Nie ulega przekształceniu w niszczący szkliwo kwas, hamuje powstawanie płytki nazębnej czyli bakterii odpowiedzialnych za wywoływanie próchnicy. Utrudnia przyleganie tych bakterii do powierzchni zębów, hamuje ich namnażanie. Wnika do wnętrza komórek bakteryjnych i hamuje wydzielanie przez nie enzymów odpowiedzialnych za przekształcanie cukrów w kwasy oraz hamuje procesy metaboliczne tych komórek. W badaniach skuteczność erytrolu jest nawet większa niż ksylitolu – jednak zależy to od stężenia jednego i drugiego przy spożyciu.

Metody produkcji i czym właściwie jest ten ksylitol?

Ksylitol jest POLIALKOCHOLEM nazwanym „cukrem brzozowym” – zanim opracowano tańsze metody jego produkcji – w rezultacie nazwy nie zmieniano. W drewnie i korze drzew obecne są ksylany, czyli polisacharydy złożone z podjednostek β-D-ksylopiranozy połączonych wiązaniami glikozydowymi. To frakcja hemiceluloz, z których rośliny budują ściany komórkowe nadające ich organizmom sztywność. W celu uzyskania ksylitolu z ksylanów konieczna jest hydroliza wielocukrów do pojedynczych cząsteczek ksylozy, aldopentozy, nazwanej cukrem drzewnym, a następnie jej redukcja do ksylitolu. Finalnym etapem jest oczyszczenie ksylitolu na kolumnie i jego krystalizacja.

Metoda produkcji ksylitolu opracowana w Finlandii wykorzystuje kwasową hydrolizę drewna brzozowego do ksylozy, następnie chemiczną redukcję tego cukru do ksylitolu przy katalizatorze niklowym, pod ciśnieniem wodoru do 50 MPa, w temperaturze powyżej 100°C. Ksylitol otrzymywany jest poprzez redukcję ksylozy otrzymywanej z hemicelulozy, przy udziale drożdży Candida guilliermondii, albo np. z kukurydzy.

Ksylitol można otrzymywać również poprzez ekstrakcję wodą z drewna brzozowego (stąd inna nazwa tego poliolu – cukier brzozowy). Proces ten jest jednak stosunkowo drogi, dlatego szuka się tańszych i bardziej wydajnych metod produkcji ksylitolu. Ksyloza, z której otrzymuje się ksylitol, występuje owszem w niektórych owocach i warzywach. Być może w jakimś stopniu używa się tej metody jednak została ona wyparta przez tańszy proces produkcji:

metoda produkcji ksylitolu jako substrat wykorzystuje kwas glukonowy, sole kwasu glukonowego lub glukonolakton. Kwas glukonowy poddawany jest dekarboksylacji podczas reakcji utlenienia przy użyciu np.: nadtlenku wodoru, w obecności jonów Fe3+ . W wyniku tego procesu powstaje aldopentoza: arabinoza, którą następnie poddaje się redukcji do arabinitolu. Ten polialkohol ulega przekształceniu w ksylitol na skutek izomeryzacji w obecności jonów metali ciężkich: niklu, kobaltu, wanadu, miedzi, rubidu, palladu lub platyny w temperaturze powyżej 100°C i pod ciśnieniem wodoru powyżej 1 MPa. Końcowy produkt jest oczyszczany chromatograficznie.

Tradycyjnym chemicznym metodom uzyskiwania ksylitolu zarzucano wiele wad: wysoką energochłonność, rozbudowany proces oczyszczania produktu oraz wysoki koszt. Jednak produkt uzyskiwany z tych metod został marketingowo przedstawiony jako naturalny.

Obecnie najczęściej wykorzystuje się alternatywną i tańszą metodę uzyskiwania ksylitolu poprzez fermentację mikrobiologiczną hemiceluloz. Hydroliza ksylanów jest prowadzona przez mikroorganizmy. Często do tego celu używa się grzybów z rzędu Saccharomycetales (drożdżakowce) z rodzaju Candida oraz szczepów drożdży spożywczych Saccharomyces cerevisiae. Również drugi etap, redukcja ksylozy do ksylitolu, odbywa się na drodze fermentacji mikrobiologicznej. W metodach fermentacyjnych na skalę przemysłową najczęściej wykorzystuje się odpady z rolnictwa (np. łuszczyny kukurydzy, słoma zbożowa) lub z przemysłu drzewnego (kora, wióry). Metody mikrobiologiczne uznawane są za tańszy i prostszy sposób uzyskiwania ksylitolu niż metody chemiczne, również ze względu na większą łatwość zagospodarowania odpadów biologicznych.

Podsumowanie

W ogólnie dostępnych dla przeciętnego konsumenta informacjach utrwalono przekonanie, że ksylitol jest naturalną substancją pozyskiwaną z drewna i kory brzóz. Przedstawiany jest jako substancja naturalnie występująca w naszym organizmie, zaś w rzeczywistości nie jest żadnym z głównych metabolitów naszych komórek. W naszych komórkach może się pojawiać ksyluloza, ketopentoza będąca krótkotrwałym metabolitem pojawiającym się w trakcie kolejnych przekształceń monosacharydów w nieoksydacyjnej fazie szlaku pentozo-fosforanowego.
Powielany jest nawet pogląd, że ksylitol uzyskuje się poprzez wysuszenie wiosennego soku z brzozy. Tymczasem sok brzozowy jest słodki, ponieważ zawiera sacharozę, glukozę i fruktozę, a nie ksylitol.
Zarówno w drewnie, jak i w korze brzozowej ksylitol również nie występuje. Zaś ludzki układ pokarmowy nie wytwarza enzymów zdolnych do trawienia ksylanów, by skorzystać ze słodyczy cukru drzewnego – ksylozy.

A na koniec ciekawostka o ksylitolu i o cukrze

Aby zmniejszyć koszty produkcji ksylitolu używa się odpadów z produkcji mebli (piszę tu o drewnie i korze brzozy również).
No i wisienka na torcie : cukier jest wybielany węglem kostnym (lub jego procentową zawartością w procesach oczyszczania), który jest pozyskiwany z np. bydlęcych kości. Chociaż zwęglenie kości nie znajduje się w produkcie końcowym, ludzie, którzy chcą zmniejszyć spożycie żywności wytwarzanej z produktów pochodzenia zwierzęcego, tacy jak: weganie lub wegetarianie, mogą wziąć to pod uwagę.
Obecnie publicznie podaje się metodę oczyszczania alternatywnym ziarnistym węglem aktywnym – jednak Stowarzyszenie Techników Cukrowników aktualne na swoich stronach ma opublikowane informacje o stosowaniu %-towo węgla kostnego w produkcji węgli aktywnych, oraz wykorzystaniu węgli aktywnych procesach technologicznych odbarwiania klarówki (oczyszczania cukru) – konferencja Stowarzyszenia Techników Cukrowników 2011r.

Źródło grafiki – informacje podane do publicznej wiadomości na stronach internetowych Stowarzyszenia Techników Cukrowników

Literatura:
1. ZaldivarJ., Nielsen J., Olsson L., (2001), Applying Microbiological Biotechnology, 56, 17-34
2. Jain H, Mulay S. A review on different modes and methods for yielding a pentose sugar: xylitol. Int J Food Sci Nutr. 2014;65(2):135–43
3. Rafiqul IS, Sakinah AM. Processes for the Production of Xylitol-
4. A Review. Food Reviews International. 2013;29(2):127–156.
5. Burt BA. The use of sorbitol- and xylitol-sweetened chewing gum in
caries control. JADA. 2006;137:190–196
6. Soderling EM. Xylitol, mutans streptococci, and dental plaque. Adv
Dent Res. 2009;21:74–78
7. Strona internetowa Stowarzyszenia Techników Cukrowników; www.stc.pl