Xylitol

Xylitol là gì?

Xylitol là một loại đường rượu tự nhiên thuộc nhóm polyol và được sử dụng làm chất tạo ngọt. Chất này tồn tại tự nhiên trong nhiều loại trái cây, rau, nấm, yến mạch và các nguồn chất xơ như vỏ trấu, lõi ngô, thân cây. Cơ thể con người cũng tự sản sinh xylitol trong quá trình trao đổi chất.

Trong sản xuất công nghiệp, xylitol thường được chiết xuất từ gỗ cứng và các loại thực vật có xơ. Đặc biệt, xylitol có độ ngọt tương đương với đường thông thường nhưng lại chứa chỉ bằng một phần ba lượng calo, giúp nó trở thành một lựa chọn thay thế lý tưởng trong chế độ ăn giảm đường.

Công thức hóa học

Xylitol có công thức hóa học là C₅H₁₂O₅, với cấu trúc gồm năm nguyên tử cacbon và năm nhóm hydroxy.

Danh pháp quốc tế (IUPAC)

(2S,4R)-pentan-1,2,3,4,5-pentol.

Trọng lượng phân tử

152,15 g/mol

Tính chất vật lý – hóa học

Xylitol tồn tại dưới dạng chất rắn, có hình dạng tinh thể hạt hoặc bột màu trắng, không mùi nhưng mang vị ngọt mát dễ chịu. Chất này thường được sản xuất công nghiệp ở dạng bột hoặc hạt, phù hợp để nén thành viên. Xylitol bền với nhiệt nhưng có tính hút ẩm nhẹ.

Dưới điều kiện bảo quản đúng cách, cụ thể là ở độ ẩm tương đối dưới 65% và nhiệt độ không vượt quá 25°C, các dạng tinh thể của xylitol duy trì sự ổn định trong ít nhất 3 năm. Ngoài ra, dung dịch xylitol trong nước được báo cáo là vẫn ổn định ngay cả khi trải qua thời gian dài đun nóng và lưu trữ.

Do không bị hầu hết vi sinh vật tác động, các sản phẩm chứa xylitol thường không gặp tình trạng lên men hoặc ôi thiu, điều này làm tăng tính ứng dụng của nó trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Ứng dụng trong y học

Xylitol lần đầu được nhà hóa học người Đức Emil Fischer phát hiện vào năm 1891 khi ông thực hiện quá trình hydro hóa đường xylose từ gỗ. Trong thời kỳ Thế chiến II, khi đường trở nên khan hiếm, người Phần Lan đã sử dụng xylitol làm chất thay thế sucrose. Ban đầu, nó chủ yếu được dùng như một chất tạo ngọt ít calo dành cho bệnh nhân tiểu đường và những người cần kiểm soát lượng đường nạp vào cơ thể.

Ngày nay, xylitol được tìm thấy trong nhiều sản phẩm như kẹo cao su, vitamin nhai, viên ngậm, kẹo, bạc hà, thuốc viên, các sản phẩm chăm sóc răng miệng và cả đồ nướng.

Xylitol có nhiều vai trò trong sản xuất, bao gồm:

Chất tạo ngọt: Với độ ngọt tương đương sucrose nhưng chỉ chứa một phần ba lượng calo, xylitol là lựa chọn phổ biến trong các dạng bào chế như viên nhai, viên ngậm trị đau họng, siro ho và kem đánh răng.
Chất phủ: Xylitol được dùng làm lớp phủ trong các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng.
Chất độn và pha loãng: Được sử dụng trong viên nén và viên nang, tạo kết cấu tốt hơn và vị ngọt dễ chịu.
Chất kết dính: Xylitol có vai trò như chất kết dính trong công thức viên nén nhai.
Chất bảo quản kháng khuẩn: Nhờ đặc tính kháng khuẩn, xylitol giúp ngăn ngừa vi khuẩn phát triển trong sản phẩm.
Chất làm mềm và dưỡng ẩm: Đặc tính này làm cho xylitol trở thành một thành phần quan trọng trong mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân.
Xylitol được công nhận an toàn thực phẩm (GRAS) và được phép sử dụng tại châu Âu cũng như Vương quốc Anh trong các chế phẩm không tiêm.

Tính an toàn và lợi ích sức khỏe

Xylitol có chỉ số đường huyết thấp, không phụ thuộc vào insulin trong quá trình chuyển hóa, khiến nó trở thành lựa chọn phù hợp cho bệnh nhân tiểu đường. Phản ứng glucose và insulin trong máu khi tiêu thụ xylitol thấp hơn đáng kể so với glucose hoặc sucrose.

Liều lượng xylitol có thể dung nạp tùy thuộc vào cơ địa, chế độ ăn và khả năng thích nghi của từng cá nhân. Một liều hàng ngày từ 0,5-1,0 g/kg hoặc liều đơn khoảng 20-30 g thường được dung nạp tốt. Tuy nhiên, tiêu thụ quá mức có thể gây tiêu chảy, đặc biệt khi vượt ngưỡng 200 g/ngày.

Ứng dụng đặc biệt của Xylitol

Trong sản phẩm răng miệng: Xylitol giúp giảm sâu răng nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Streptococcus mutans. Không giống sucrose, xylitol không lên men để tạo axit gây hại cho men răng.

Ứng dụng trong chế phẩm lỏng và truyền tĩnh mạch: Trong chế phẩm lỏng, xylitol được dùng làm tá dược không đường, tạo sự ổn định và tươi mới cho sản phẩm. Đặc biệt, dung dịch xylitol có áp suất thẩm thấu cao hơn sucrose, ngăn chặn sự hình thành tinh thể và tình trạng “khóa nắp” trong siro.

Ở lĩnh vực điều trị, xylitol còn được sử dụng như một nguồn năng lượng trong truyền tĩnh mạch, đặc biệt cho bệnh nhân sau chấn thương.

Nghiên cứu mới trong y học về Xylitol

Xylitol là một loại đường rượu có khả năng giảm mức độ liên cầu khuẩn đột biến (MS) trong mảng bám và nước bọt, góp phần ngăn ngừa sâu răng. Để đánh giá vai trò của xylitol trong phòng ngừa sâu răng, một đánh giá có hệ thống và phân tích tổng hợp được phát triển bởi Cochrane đã được thực hiện.

Phương pháp nghiên cứu: Quá trình tìm kiếm dữ liệu được thực hiện trên PubMed cho đến năm 2014. Các nghiên cứu lâm sàng được chọn dựa trên các tiêu chí sau:

Thực hiện trên người, bao gồm cả các cặp mẹ-con hoặc những người sử dụng dụng cụ chỉnh nha.
Xylitol được sử dụng dưới nhiều hình thức khác nhau.
So sánh tác dụng của xylitol đối với sâu răng và các chỉ số phòng ngừa như số lượng sâu răng đã sâu, mất, trám (DMF/dmf) và mức độ MS trong nước bọt hoặc mảng bám.

Từ 477 bài báo ban đầu, 20 bài báo được xác định phù hợp. Trong đó, 16 bài báo đã được truy cập và phân tích. Chất lượng các nghiên cứu được đánh giá bằng công cụ kiểm tra rủi ro sai lệch, cho thấy 6 nghiên cứu có rủi ro cao và 5 nghiên cứu có rủi ro không rõ ràng.

Kết quả phân tích:

Tác động đến DMF/dmf: Phân tích tổng hợp cho thấy xylitol làm giảm DMF/dmf với giá trị trung bình chuẩn (SM) là -1,09 (khoảng tin cậy 95%, -1,34 đến -0,83) khi so sánh với các phương pháp đối chứng khác.
So sánh với vecni fluoride: Khi so sánh xylitol với vecni fluoride, giá trị SM giảm còn -1,87 (khoảng tin cậy 95%, -2,89 đến -0,84).
Tác động đến MS: Mặc dù phân tích nhóm con cho thấy sự giảm mức MS với SM là 0,30 (khoảng tin cậy 95%, 0,05 đến 0,56), sự khác biệt này không được coi là đáng kể.

Kết luận: Xylitol được chứng minh là một chiến lược hiệu quả trong việc ngăn ngừa sâu răng, đặc biệt khi tự áp dụng. Phân tích cũng chỉ ra rằng xylitol có tiềm năng cao trong việc giảm các chỉ số sâu răng như DMF/dmf, mang lại hiệu quả phòng ngừa đáng kể so với nhiều phương pháp khác. Tuy nhiên, cần thêm các nghiên cứu chất lượng cao hơn để khẳng định vai trò chính xác của xylitol trong giảm mức độ liên cầu khuẩn đột biến.

Tài liệu tham khảo

Chandrashekar Janakiram, C V Deepan Kumar, Joe Joseph (2017) Xylitol in preventing dental caries: A systematic review and meta-analyses, Pubmed. Truy cập ngày 27/12/2024.
Xylitol, PubChem. Truy cập ngày 27/12/2024.