Ksyloza – właściwości i powstawanie

Ksyloza (inaczej cukier drzewny) to węglowodan, monosacharyd wchodzący w skład hemiceluloz w postaci ksylanów, będących budulcem ścian komórkowych roślin. W przyrodzie rzadko występuje swobodnie.

Węglowodany dzieli się na trzy typy. To:

• monosacharydy: jednocukry, cukry proste, które nie ulegają hydrolizie do prostszych cząsteczek,
• oligosacharydy: wielocukry proste, czyli pochodne monosacharydów, zawierające wiązanie eterowe (acetalowe). W skład cząsteczki oligosacharydu może wchodzić od 2 do 9 cząsteczek monosacharydów,
• polisacharydy: wielocukry złożone, makrocząsteczki o budowie podobnej do oligosacharydów.

Monosacharydy dzieli się w zależności od obecności grupy funkcyjnej. To aldozy (posiadające grupę aldehydową, np. ksyloza) i ketozy (zawierające grupę ketonową). Drugą grupa to liczby atomów węgla w cząsteczce (triozy, tetrozy, pentozy, heksozy, itd.). Wyróżnia się:

• triozy: aldehyd glicerynowy, dihydroksyaceton,
• tetrozy: erutryloza, erytruloza,
• pentozy: ksyloza, ryboza, deoksyryboza, arabinoza, liksoza, rybuloza, ksyluloza,
• heksozy: glukoza, fruktoza, galaktoza, guloza, taloza, alloza, idoza, altroza,
• heptozy: mannoheptuloza, sedoheptuloza.

Ksyloza jest pentozą. To rodzina organicznych związków chemicznych, cukry proste zawierające pięć atomów węgla w cząsteczce. Do pentoz należą:

składniki kwasów nukleinowych:

• ryboza, która występuje np. w rybonukleozydach, rybonukleotydach i RNA,
• deoksyryboza, obecna np. w deoksyrybonukleozydach, deoksyrybonukleotydach i DNA,

inne pentozy:

• arabinoza, która występuje w gumie arabskiej i innych w gumach roślinnych, składnik glikoprotein,
• ksyloza, występując w gumach roślinnych, składnik glikoprotein,
• liksoza, która występuje w mięśniu sercowym, składnik liksoflawiny,
• rybuloza. To metabolit pośredni w szlaku pentozofosforanowym,
• ksyluloza. To izomer L to metabolit pośredni w szlaku kwasu uronowego.

Najważniejsze znaczenie z monosacharydów mają pentozy i heksozy.

Cukier drzewny należy do cukrów prostych, pięciowęglowych (zawiera pięć atomów węgla, glukoza i fruktoza zawierają ich sześć). W temperaturze pokojowej jest to biała substancja krystaliczna, łatwo rozpuszczalna w wodzie, etanolu i benzynie. Jej wzór sumaryczny - C5H10O5.

Cukier drzewny jest obecny między innymi w jagodach, brokułach, szpinaku i gruszkach. Znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym. To środek wykorzystywany do konserwowania owoców, produkcji lodów i wyrobów cukierniczych, a także polepszacz smaku i zapachu żywności, suplement diety.

Ksyloza jest także składnikiem testów diagnostycznych oraz substancją grzybobójczą i antybakteryjną, skuteczną w zwalczaniu chorób jamy ustnej oraz nowotworów jelita.

Aby otrzymać z tkanek roślin ksylozę, należy oddzielić od nich hemicelulozy. Rozdrobione tkanki roślinne poddaje się działaniu rozcieńczonych zasad, w których się dobrze rozpuszczają. Potem zakwasza się je i poddaje hydrolizie enzymatycznej lub w warunkach silnie kwaśnych. Po oczyszczeniu i wykrystalizowaniu otrzymuje się ksylozę.

Ksylozę produkuje się z łykowatych części roślin (zwłaszcza łodygi kukurydzy), drewna, wytłoków trzciny cukrowej, słomy z owsa lub ryżu czy łuski nasion bawełny.

Ksyloza często pojawia się w kontekście ksylitolu. Czy istnieje między nimi jakiś związek? Okazuje się, że tak: ksylitol to produkt zredukowania ksylozy.

Ksylitol (znany jako cukier brzozowy, E967) to organiczny związek chemiczny, pięciowęglowy alkohol polihydroksylowy o słodkim smaku (cukrol) i zredukowana pochodna ksylozy.

Jest traktowany jako zamiennik białego, „zwykłego” cukru. Swą popularność i uznanie zawdzięcza wyjątkowym właściwościom. Nie posiada nieprzyjemnego posmaku. Ma zbliżoną słodkość do sacharozy, a przy tym bardzo niski indeks glikemiczny (IG 8) i stosunkowo niedużo kalorii. W 100 gramach ksylitol dostarcza 240 kalorii, a porcja 100 g cukru spożywczego - 405 kalorii.

Ponieważ ksylitol w niewielkim stopniu przyczynia się do uwalniania insuliny, stosuje się go w żywności dla diabetyków. Co interesujące, jego spożycie, w przeciwieństwie do sacharozy, nie tylko nie prowadzi do rozwoju próchnicy zębów, ale może sprzyjać likwidacji płytki nazębnej oraz pomagać w leczeniu zakażenia jamy ustnej drożdżakowcami z rodzaju Candida.