引言：
D-木糖是一种手性异构体，属于木糖的一种形式。木糖是一种常见的单糖，而D-木糖则是其中的一种立体异构体。在生物化学和生物工程领域，D-木糖具有重要的研究和应用价值，对于深入了解生物体内的代谢途径和开发生物技术具有重要意义。
1. 什么是 D-木糖？
D-木糖，英文名称：D-Xylose，CAS：31178-70-8，分子式：C5H10O5，外观与性状：白色结晶粉末或无色针状。D-木糖是一种糖单体，对各种生化过程至关重要。作为糖醇木糖醇的主要成分，在各种食品中用作甜味剂和防腐剂。与其他糖醇相比，D-木糖的甜味能力较低，加热后会迅速变成棕色。D-木糖（木糖）在加工业中用作糖替代品、防腐剂、宠物食品和糖果、饮料、食品和动物饲料以及化妆品和技术应用的滴剂。
木糖是天然糖吗？木糖(参见古希腊语:ξ ζ λον， xylon，“木头”)是一种首先从木头中分离出来的糖，并以此命名。木糖被归类为醛戊糖类型的单糖，这意味着它包含五个碳原子和一个醛官能团。它来源于半纤维素，而半纤维素是生物质的主要成分之一。像大多数糖一样，它可以根据条件采用几种结构。那D-木糖是还原糖吗？由于它的游离醛基团，它是一种还原糖。
2. D-木糖结构和特征
木糖的无环形式具有化学式 HOCH2(CH(OH))3CHO。环状半缩醛异构体在溶液中更为普遍，有两种类型： 吡喃糖，其特征是六元 C5O 环，以及以五元 C 为特征的呋喃糖4O 环（带CH2OH基团）。这些环中的每一个都会发生进一步的异构现象，具体取决于异头羟基的相对方向。
右旋形式，d-木糖，是生物体内通常内源性存在的一种形式。 可以合成左旋形式，l-木糖。D-木糖结构如下图所示：
3. D-木糖的来源
d -木糖是一种在许多植物材料中发现的天然糖。具有工业用途，也可作为糖替代品食用。那D-木糖的来源有哪些？以下是其来源的分类:
3.1 d -木糖的天然来源
d -木糖不像葡萄糖或果糖那样丰富，但它存在于各种植物性食物中。这里有一些例子:
（1）水果:数量各不相同，一些水果，如浆果、李子和葡萄含有少量的d -木糖。
（2）蔬菜:与水果类似，玉米、菜花和青豆等蔬菜可能含有微量的d -木糖。
（3）种子:燕麦、黑麦和亚麻等种子是半纤维素的良好来源，半纤维素是一种含有d -木糖的植物纤维。
（4）硬木:桦树含有特别丰富的半纤维素，是d -木糖的天然来源。
3.2 d -木糖工业来源
D-木糖是一种植物性单糖，可通过玉米在玉米棒仁上发酵获得。市售的d -木糖主要通过加工富含半纤维素的植物材料来生产。下面是提取方法:
（1）半纤维素水解
这一过程涉及用热、酸或酶分解来自玉米芯、硬木片或稻草等植物来源的半纤维素。分解过程释放d -木糖和其他糖。
（2）纯化
水解后，提取液经过纯化过程，从其他糖和杂质中分离出d -木糖。可能使用不同的技术，如色谱法或结晶法。
3.3 具体实例
L Ricciardi等人报道了从酸性水解物中选择性萃取木糖，用于将木糖提取到有机相中的有机溶剂应有利于提取，但也允许反萃取到水中，这种工艺可以围绕木糖的疏水性和电荷中性硼酸盐二酯进行设计（如下图）。
该图反映了：将木糖提取到有机相中作为硼酸二酯的两步机制。二酯在芳香族溶剂中的π-π相互作用的可视化，显示了二酯在有机相中的稳定性；基于构型的糖选择性萃取，植根于在顺式构型中具有成对的OH基团以形成硼酸二酯的必要性；将所有这些元素组合成从酸性饲料中选择性提取木糖的过程（左），从而得到纯化的木糖（右）。
4. D-木糖的吸收和代谢
d -木糖在小肠中被吸收，特别是在被称为空肠的上部。空肠里布满了数百万指状的小突起，叫做绒毛。这些绒毛增加了小肠的表面积，允许从消化的食物中有效地吸收营养。
木糖（d-木糖）是一种单糖（碳水化合物），通常很容易被人体吸收。它穿过绒毛壁，进入血液，再被运送到肝脏进行进一步处理。
d -木糖吸收试验是一种医学试验，用于测量小肠对这种糖的吸收情况。如果测试结果异常，这可能表明营养吸收有问题。
5. D-木糖安全吗？
d -木糖通常被认为是安全的。它主要用于:
（1）食品添加剂
包括FDA在内的许多国家卫生机构得出结论，d-木糖作为食品添加剂甜味剂是安全有效的。然而，摄入过多的d -木糖，就像其他糖醇一样，会引起胃肠道不适和通便作用。
（2）医学测试
d-木糖也被用于医学测试d-木糖吸收测试，以评估小肠对营养物质的吸收情况。在这个测试中使用的d -木糖溶液一般是安全的，但它可能会引起一些轻微的副作用，如恶心或腹泻。
如果适量食用或用于医学测试，d -木糖对大多数人都是安全的。如果你对d -木糖有任何担心，最好和你的医生谈谈。
6. 结论
D-木糖是一种手性异构体，是木糖的一种形式。作为一种重要的有机化合物，D-木糖在生物学、医药和食品工业等领域具有广泛的应用前景。通过深入研究和开发，可以更好地利用D-木糖的特性和功能，推动其在不同领域的应用，为人类健康和生产生活带来更多的益处。
参考:
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Xylose
[2]https://act.de/en/products/sweeteners-sugar-substitutes/d-xylose-wood-sugar
[3]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1988262/
[4]https://www.testing.com/tests/xylose-absorption-test/
[5]https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acssuschemeng.1c00167
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