Ksylitoli

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Ksylitoli
Xylitol-2D-structure.svg
Tunnisteet
CAS-numero 87-99-0
IUPAC-nimi (2R,3R,4S)-1,2,3,4,5-pentahydroksipentaani
SMILES C(C(C(C(CO)O)O)O)O
Ominaisuudet
Kemiallinen kaava C5H12O5
Moolimassa 152.15 g/mol
Ulkomuoto Vaalea kiteinen aine[1]
Tiheys 1.52 g/cm³
Sulamispiste 92–96 °C[1]
Kiehumispiste 216 °C[1]
Liukoisuus 63 g ksylitolia/100 g vettä (20 °C), vähäliukoinen etanoliin ja metanoliin[1]

Ksylitoli eli koivusokeri[2] on sokerialkoholi eli polyoli. Ksylitolin E-koodi on E967 ja se on hyväksytty EU:ssa elintarvikelisäaineeksi.[3] Sitä käytetään vähäkalorisena ja monille mikrobeille energiaksi kelpaamattomana makeutusaineena mm. purukumeissa.[4] Ksylitoli on 0.8–1 kertaisesti yhtä makeaa kuin sakkaroosi (pöytäsokeri).[5] Ksylitolin vesiliukeneminen sitoo energiaa aiheuttaen sille viileän "maun". Sitä käytetään myös kosteudensäilyttäjänä esim. hammastahnoissa.[4]

Ksylitolin käytön sen eri muodoissa (mm. purukumeissa, pastilleissa ja hammastahnoissa) katsotaan usein estävän hammasmätää eli kariesta. Tämän vaikutuksen toteutumisesta käytännössä ei kuitenkaan ole vahvaa tieteellistä näyttöä.[6] Muidenkin polyolien käyttö voi ehkäistä kariesta – esimerkiksi erytritoli saattaa toimia ksylitolia tehokkaampana kariesta ehkäisevänä aineena.[7]

Ksylitolia on vähäisissä määrin muun muassa hedelmissä ja kasviksissa. Sitä muodostuu sisäsyntyisesti vähän myös ihmiskehossa. Ksylitolin raaka-ainetta ksylaania saadaan mm. koivuista, maissista ja pyökeistä.[4]

Ksylitolikiteitä.

Kemia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ksylitoli on lievästi hygroskooppinen,[8] sen vesiliuokset ovat lievästi happamia ja sen lämpöarvo on 16.96 kJ/g. Ksylitoli liukenee veteen endotermisesti eli sitä viilentäen. Liukenemisen entalpia on noin -35 cal/g. Ksylitoli on optisesti inaktiivinen sillä se on akiraalinen. Ksylitolin 10 massaprosenttisen 25°C vesiliuoksen taitekerroin on 1.3471 ja 50% liuoksen taitekerroin on 1.4132. Ksylitolissa ei ole reaktiivista karbonyyliryhmää, joten se ei karamellisoidu.[4]

Terveysvaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Karies[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ksylitolin on esitetty suojaavan kariekselta eli hammasmädältä jos sitä syödään kolmasti päivässä vähintään 5–6 gramman verran pitkän aikaa.[9] Suojaavuudesta ei kuitenkaan vahvaa tieteellistä näyttöä ksylitolin käyttöön kohdistuvien tutkimusten huonon laadun ja vähäisyyden vuoksi.[6] Ksylitoli ei käy monien kariesta aiheuttavien bakteerien ravinnoksi. Ksylitoli estää näiden energian tuottoa näännyttäen siten bakteereita ja hidastaen niiden kasvua. Suussa ksylitoli myös lisää syljen tuottoa. Sylki neutraloi bakteerien tuottamia happoja ja vähentää hammaseroosiota remineralisoimalla hammaskiillettä.[9]

Äidin ksylitolin käyttö raskauden aikana voi vähentää syntyvän lapsen karieksen saantiriskiä äidiltään merkittävästi ja pitkäaikaisesti syntymän jälkeen. Riski on jopa 70% alempi lapsen kahden ensimmäisen ikävuoden aikana suhteessa ksylitolia käyttämättä jättäneisiin äiteihin.[10][11]

Kariesta aiheuttavat lähinnä bakteerit kuten Streptococcus sobrinus, maitohappobakteerit ja erityisesti Streptococcus mutans. Nämä tuottavat ravintoa saadessaan hampaita syövyttäviä happoja.[12] Mm. S. mutans- ja S. sobrinus -bakteerien kohdalla ksylitoli estää näiden energian tuottoa vaikka läsnä olisikin muita energiaksi sopivia sokereita kuten glukoosia jne. Nämä bakteerit ottavat sisäänsä ksylitolia, jonka ne fosforyloivat ksylitoli-5-fosfaateiksi fosfoenolipyruvaatti-fosfotransferaasi-entsyymijärjestelmällä. Ksylitoli-5-fosfaatit estävät bakteereille energiaa tuottavaa glykolyysiä, jossa muodostuisi sivutuotteena happoja. Lisäksi ksylitoli-5-fosfaattien kertyessä bakteerien sisään, ne defosforyloivat niitä samalla entsyymijärjestelmällä takaisin ksylitoliksi, jonka ne poistavat ulkopuolelleen. Tämä ksylitolin käsittely vie bakteerilta energiaa muttei tuota sitä.[13]

Jatkuvasti ksylitolia käyttävistä noin 80%:lla on suussaan ksylitolille sietokykyisiä S. mutans -kantoja. Näiden virulenssi on ehkä heikentynyt suhteessa sietokyvyttömiin kantoihin, mutta tutkimukset eivät ole vaikutuksista yksimielisiä.[14]

Laksatiiviset vaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ksylitoli on laksatiivi. Aikuiset sietävät ksylitolia usein hyvin noin 40 gramman päiväannoksina, mutta yli 100 g per päivä voi aiheuttaa ripulia. Lapsilla yli 45 g päiväannokset voivat aiheuttaa ripulia.[9] Ihmiset eivät pysty käyttämään ksylitolia tehokkaasti ravinnoksi, joten se päätyy osin muuntumattomana suolistoon. Suoliston bakteerit tuottavat 50–75% tästä suolistoon päätyneestä ksylitolista itselleen energiaa[15] vapauttaen samalla lyhyitä rasvahappoja kuten propionaattia, mutta myös kaasuja kuten vetyä, metaania ja hiilidioksidia. Suolistossa ollessaan ksylitoli myös lisää osmoottisesti veden siirtymistä suolistoon.[16] Vaikutukset ovat samat joillain muillakin polyoleilla kuten sorbitolilla, joka on noin 2 kertaa ksylitolia laksatiivisempi.[17]

Korvatulehdus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ksylitolin käyttö missä tahansa muodossa voi vähentää korvatulehduksen riskiä 22–30% alle 12-vuotiailla lapsilla suhteessa ksylitolia käyttämättömiin saman ikäisiin lapsiin.[18]

Myrkyllisyys koirille[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Koirilla jo 0.1 grammaa ksylitolia per painokilo voi olla hengenvaarallinen annos. Koirilla ksylitoli aiheuttaa 2.5–7 kertaa suuremman insuliinin erittymisen vereen suhteessa samaan määrän glukoosia, johtaen siten liian alhaiseen verensokeriin (hypoglykemiaan). Koirilla ksylitoli aiheuttaa usein 30–60 min kuluttua sen syömisestä oksentelua, jota voi seurata mm. ataksia ja yleinen velttous. Suuret annokset voivat aiheuttaa maksavaurion ja kuoleman.[19]

Ksylitoli on verrattain turvallinen aine mm. kissoille,[20] hevosille, rotille ja reesusapinoille.[19]

Ksylitolisuositukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suomen Hammaslääkäriliitto suosittelee käyttämään ksylitolia purukumimuodossa tai muissa muodoissa säännöllisesti aterioiden jälkeen. Suositeltu päiväannos on vähintään 5 grammaa eli noin kuusi täysksylitolipurkkatyynyä. Ksylitoli ei korvaa hampaiden harjausta fluorihammastahnalla. Käytetyssä ksylitolituotteessa saa olla vain vähäinen määrä happoja, ja ei lainkaan sakkaroosia, glukoosia, tärkkelyssiirappia, fruktoosia eikä muita helposti fermentoituvia hiilihydraatteja. Muita polyoleja, kuten sorbitolia, mannitolia ja maltitolia voi tuotteessa olla.[21][22]

Aineenvaihdunta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ksylitolissa on ravintoenergiaa noin 2.4 kcal/g eli 10 kJ/g, mutta todellinen arvo voi vaihdella. Ksylitolin glykemiaindeksi on likimain 13 (glukoosi = 100). Ihmisillä noin 50% ksylitolista imeytyy suolistosta – loput menevät suolistobakteerien energiaksi, josta kuitenkin pienempi osa poistuu muuntumattomana ulosteessa ja virtsan mukana poistuu alle 2 g ksylitolia per 100 g syötyä ksylitolia. Ksylitoli ei vaikuta merkittävästi kehon insuliinin eritykseen. Ksylitoli käsitellään ihmisillä lähinnä maksassa, jossa se dehydrogenoituu solulimassa NAD-riippuvaisella polyoli dehydrogenaasilla (EC 1.1.1.B19) D-ksyluloosiksi. Tämä fosforyloituu ksylulokinaasilla (EC 2.7.1.17) D-ksyluloosi-5-fosfaatiksi, joka on pentoosifosfaattireitin tuote.[15] Ksylitolia myös muodostuu ihmiskehossa aineenvaihduntatuotteena itsestään (ilman ksylitolin ulkoista saantia) arviolta 2–15 g per päivä.[16]

Valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Teollinen ksylitoli valmistettiin aikaisemmin eristämällä koivusta, mutta nykyisin sorbitolin ohella pelkistämällä ensin ksyloosia yleisimmin maissista saadusta ksylaanista. Ksyloosi pelkistetään vedyttämällä ja katalyyttinä käytetään tyypillisimmin Raney-nikkeliä. Muodostuneesta seoksesta erotetaan sorbitolia ja ksylitolia etanolin avulla.[23]

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

1891 Professori Emil Fischer ja hänen assistenttinsa Rudolf Stahel Saksasta eristivät pyökistä uuden aineen, joka nimettiin saksaksi nimellä xylit eli "ksyliitti". Ranskalainen tutkija M. G. Bertrand eristi samoihin aikoihin ja itsenäisesti vehnän ja kauran oljista ainetta, joka nimettiin ksylitoliksi.[24]

1950-luvun puoliväliin mennessä ksylitolin pääteltiin olevan ihmiskehossa luonnostaan esiintyvä aineenvaihduntatuote. Asia todistettiin pian tämän jälkeen eristämällä ksylitoli.[24]

Ksylitolin käyttöä hiilihydraattilähteenä on tutkittu jo 1960-luvun alusta asti, jolloin sen oli todettu mm. sopivan diabeetikoille sakkaroosin korvaajaksi. Turun yliopiston Hammaslääketieteellinen laitos käynnisti 1970 ns. Turun Sokeritutkimukset, joiden tavoitteena oli löytää sakkaroosille uusia luonnollisia vaihtoehtoja. 1971 Turun yliopiston professorit Arje Scheinin ja Kauko K. Mäkinen julkaisivatkin artikkelin, jossa vertailtiin ksylitolin ja muiden sokereiden vaikutusta syljen kemiaan ja karieksen syntyyn. Tutkimusten keskeinen havainto oli, että ksylitoli on erilainen kuin muut makeutusaineet: sakkaroosia ja fruktoosia nauttineissa ryhmissä karies lisääntyi, mutta ksylitolia käyttäneessä ryhmässä se sensaatiomaisesti väheni. Saatiin siis ensimmäiset viitteet siitä, että ksylitoli ehkäisee kariesta. Tämän jälkeen Turussa käynnistettiin ns. Turun suuri sokeritutkimus, jonka tuloksena todettiin ksylitolilla olevan hampaiden reikiintymistä vähentävä vaikutus. Hellasta pyydettiin mukaan tutkimuksiin ja se valmisti muutaman vuoden ajan koivusokerilla makeutettuja purukumeja pelkästään tutkimuskäyttöön.[25] Tutkimuksissa käytetty ksylitolipurukumi, Xylitol-Jenkki, tuotiin Suomen markkinoille samana vuonna kuin tutkimukset valmistuivat eli vuonna 1975.[26] Ksylitolipurkukumin syntymisessä auttoi Suomen Sokeri Oy:n kehittämä teollinen prosessi, joka sopi ksylitolin massavalmistukseen, aiemmin ksylitolin käyttö oli hylätty sen kalliin valmistushinnan vuoksi.[25]

1975 ensimmäiset kaupalliset ksylitolipurukumit tuotiin markkinoille lähes yhtaikaa Suomessa (Xylitol-Jenkki) ja Yhdysvalloissa. Maailman ensimmäinen ksylitolilla makeutettu pastilli taas oli Xylitol Plus (nykyinen Läkerol Dents), jota alettiin myymään Suomessa 1990. Ksylitolituotteet vapautettiin makeisverosta joulukuussa 1994 Vatialan koulun oppilaiden kolmen vuoden työn tuloksena.[27]

1990-luvun alussa käynnistyneessä Äiti–lapsi-tutkimuksessa seurattiin ensimmäistä kertaa kliinisin kokein äidin ksylitolin käytön vaikutuksia pikkulasten S. mutans -tartuntoihin ja kariekseen. Äiti–lapsi-tutkimuksen tulokset osoittavat, että äidin säännöllinen ksylitolipurukumin käyttö estää lasten kariesta merkittävästi.[10] Äiti–lapsi-tutkimusten vastuullisina johtajina toimivat dosentti Eva Söderling Turun yliopiston hammaslääketieteen laitokselta ja lääkintöneuvos Pauli Isokangas Ylivieskan terveyskeskuksesta.

Vuonna 1996 oululainen apulaisprofessori Matti Uhari tutkimusryhmineen osoitti ensimmäisen kerran, että purukumin säännöllinen käyttö hillitsee korvatulehdusbakteerin kasvua ja estää niiden tarttumisen nenänieluun.[28][18]

Virossa vuosina 1996–2000 toteutettu ksylitolitutkimus on ensimmäinen, jossa selvitettiin ksylitolipastillin säännöllisen käytön vaikutusta kariekseen. Tutkimus vahvisti sen, että ksylitolipastilli ehkäisee kariesta yhtä tehokkaasti kuin täysksylitolipurukumi. Ksylitolin tehokkuuden lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että koulujen organisoima ksylitolijakelu toimi erittäin hyvin.[29] Viron-pastillitutkimusta johtivat professori Pentti Alanen Turun yliopiston hammaslääketieteen klinikalta ja Ylivieskan terveyskeskuksen ylihammaslääkäri, lääkintöneuvos Pauli Isokangas.

Myöhemmin väitteisiin ksylitolin kariesta ehkäisevistä vaikutuksista on suhtauduttu kriittisesti – 2015 tehdyn metatutkimuksen mukaan tieteellinen näyttö ksylitolin karieksen ehkäisykyvystä käytännössä on heikko tai keskinkertainen.[6]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c d Nabors, s. 350
  2. Mitä koivusokeri on Koivusokeri.fi. Viitattu 6.8.2013.
  3. Euroopan yhteisöjen komission direktiivi 2008/60/EY (PDF) (Elintarvikkeissa sallittujen makeutusaineiden erityisistä puhtausvaatimuksista) eur-lex.europa.eu. 18.6.2008. Viitattu 12.9.2009. Suomi
  4. a b c d Nabors, s. 350-354
  5. Nabors, s. 215
  6. a b c P Riley et al: Xylitol-containing products for preventing dental caries in children and adults. Cochrane Database of Systematic Reviews, 26.3.2015. doi:10.1002/14651858.cd010743.pub2. ISSN 1465-1858. Artikkelin verkkoversio.
  7. P Cock et al: Erythritol Is More Effective Than Xylitol and Sorbitol in Managing Oral Health Endpoints. International Journal of Dentistry, 2016, nro 2016, s. 9868421. PubMed:27635141. doi:10.1155/2016/9868421. ISSN 1687-8728. Artikkelin verkkoversio.
  8. Nabors, s. 252
  9. a b c PA Nayak, UA Nayak, V Khandelwal: The effect of xylitol on dental caries and oral flora. Clinical, Cosmetic and Investigational Dentistry, 10.11.2014, nro 6, s. 89–94. PubMed:25422590. doi:10.2147/CCIDE.S55761. ISSN 1179-1357. Artikkelin verkkoversio.
  10. a b E Söderling et al: Influence of maternal xylitol consumption on mother-child transmission of mutans streptococci: 6-year follow-up. Caries Research, toukokuu 2001, 35. vsk, nro 3, s. 173–177. PubMed:11385196. doi:10.1159/000047452. ISSN 0008-6568. Artikkelin verkkoversio.
  11. Y Nakai et al: Xylitol gum and maternal transmission of mutans streptococci. Journal of Dental Research, tammikuu 2010, 89. vsk, nro 1, s. 56–60. PubMed:19948944. doi:10.1177/0022034509352958. ISSN 1544-0591. Artikkelin verkkoversio.
  12. SD Forssten, M Björklund, AC Ouwehand: Streptococcus mutans, Caries and Simulation Models. Nutrients, 2.3.2010, 2. vsk, nro 3, s. 290–298. PubMed:22254021. doi:10.3390/nu2030290. ISSN 2072-6643. Artikkelin verkkoversio.
  13. H Kakuta et al: Xylitol inhibition of acid production and growth of mutans Streptococci in the presence of various dietary sugars under strictly anaerobic conditions. Caries Research, 2003-11, 37. vsk, nro 6, s. 404–409. PubMed:14571117. doi:10.1159/000073391. ISSN 0008-6568. Artikkelin verkkoversio.
  14. EM Söderling: Xylitol, mutans streptococci, and dental plaque. Advances in Dental Research, 2009, 21. vsk, nro 1, s. 74–78. PubMed:19717413. doi:10.1177/0895937409335642. ISSN 1544-0737. Artikkelin verkkoversio.
  15. a b G Livesey: Health potential of polyols as sugar replacers, with emphasis on low glycaemic properties. Nutrition Research Reviews, joulukuu 2003, 16. vsk, nro 2, s. 163–191. PubMed:19087388. doi:10.1079/NRR200371. ISSN 1475-2700. Artikkelin verkkoversio.
  16. a b Nabors, s. 355-356
  17. Nabors, s. 258
  18. a b A Azarpazhooh, HP Lawrence, PS Shah: Xylitol for preventing acute otitis media in children up to 12 years of age. Cochrane Database of Systematic Reviews, 3.8.2016. doi:10.1002/14651858.cd007095.pub3. ISSN 1465-1858. Artikkelin verkkoversio.
  19. a b RD Schmid, LR Hovda: Acute Hepatic Failure in a Dog after Xylitol Ingestion. Journal of Medical Toxicology, 2016-6, 12. vsk, nro 2, s. 201–205. PubMed:26691320. doi:10.1007/s13181-015-0531-7. ISSN 1556-9039. Artikkelin verkkoversio.
  20. Á Jerzsele et al: Effects of p.o. administered xylitol in cats. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics, 2018, 41. vsk, nro 3, s. 409–414. doi:10.1111/jvp.12479. ISSN 1365-2885. Artikkelin verkkoversio.
  21. Hammaslääkäriliiton suositukset Hammaslääkäriliitto. Viitattu 7.2.2019.
  22. Ksylitoli Hammaslääkäriliitto. Viitattu 7.2.2019.
  23. Ksylitoli Terveyskirjasto. Duodecim. Viitattu 6.8.2013.
  24. a b KK Mäkinen: The rocky road of xylitol to its clinical application. Journal of Dental Research, kesäkuu 2000, 79. vsk, nro 6, s. 1352–1355. PubMed:10890712. doi:10.1177/00220345000790060101. ISSN 0022-0345. Artikkelin verkkoversio.
  25. a b Kupila, Sanna (toim): Sisua, siloa ja sinappia - Merkkituotteita Turusta (Turku), s. 122-129. Turun Maakuntamuseo, 2004. ISBN 9789515950901.
  26. Xylitol Jenkki Original Cloetta. Viitattu 6.8.2013.
  27. Ksylitolin historia Cloetta. Viitattu 7.4.2015.
  28. M Uhari et al: Xylitol chewing gum in prevention of acute otitis media: double blind randomised trial.. BMJ, 9.11.1996, 313. vsk, nro 7066, s. 1180–1184. PubMed:8916749. ISSN 0959-8138. Artikkelin verkkoversio.
  29. P Alanen, P Isokangas, K Gutmann: Xylitol candies in caries prevention: results of a field study in Estonian children. Community Dentistry and Oral Epidemiology, kesäkuu 2000, nro 3, s. 218–224. PubMed:10830649. ISSN 0301-5661. Artikkelin verkkoversio.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]