Glycerol là gì? và ứng dụng của glycerin

Glycerol ( / ˈɡlɪsərɒl / ; còn được gọi là glycerine hoặc glycerin ) là một hợp chất polyol đơn thuần. Nó là một chất lỏng không màu, không mùi, nhớt, có vị ngọt và không độc. Mạch của glycerol được tìm thấy trong những chất béo được gọi là glycerid. Do có đặc tính kháng khuẩn và kháng vi rút, nó được sử dụng thoáng rộng trong những giải pháp điều trị vết thương và vết bỏng đã được FDA đồng ý chấp thuận. Nó hoàn toàn có thể được sử dụng như một tín hiệu hiệu suất cao để thống kê giám sát bệnh gan. Nó cũng được sử dụng thoáng đãng như một chất làm ngọt trong ngành công nghiệp thực phẩm và như một chất giữ ẩm trong những công thức dược phẩm. Do sự hiện hữu của ba nhóm hydroxyl, glycerol hoàn toàn có thể trộn lẫn với nước và có đặc thù hút ẩm .

Sản xuất glycerol

Glycerol thường được sản xuất từ những nguồn thực vật và động vật hoang dã, dạng chất béo trung tính, este của glycerol với axit cacboxylic mạch dài. Quá trình thủy phân, xà phòng hóa hoặc chuyển hóa những chất béo trung tính này tạo ra glycerol cũng như dẫn xuất axit béo :

chuyen-hoa-glycerol-1400x171

Bạn đang đọc: Glycerol là gì? và ứng dụng của glycerin

Các nguồn thực vật điển hình bao gồm đậu nành hoặc cọ. Động vật có nguồn gốc từ mỡ động vật hoang dã là một nguồn khác. Khoảng 950.000 tấn mỗi năm được sản xuất ở Hoa Kỳ và Châu Âu ; 350.000 tấn glycerol được sản xuất mỗi năm chỉ riêng tại Hoa Kỳ từ năm 2000 đến năm 2004. Chỉ thị 2003 / 30 / EC của EU đặt ra nhu yếu rằng 5,75 % nguyên vật liệu dầu mỏ phải được thay thế sửa chữa bằng những nguồn nguyên vật liệu sinh học trên toàn bộ những vương quốc thành viên vào năm 2010. Nó dự kiến ​ ​ vào năm 2006 rằng đến năm 2020, sản lượng sẽ gấp sáu lần nhu yếu, tạo ra dư thừa glycerol .
Glycerol sản xuất từ chất béo ( triglyceride ) được sản xuất trên quy mô lớn, nhưng loại sản phẩm thô có chất lượng biến hóa, với giá bán thấp chỉ từ 2-5 US cent / kg vào năm 2011. Nó hoàn toàn có thể được tinh chế, nhưng quy trình này rất tốn kém. Một số glyxerol được đốt cháy để lấy nguồn năng lượng, nhưng nhiệt trị ( heat value ) của nó thấp .
Glycerol thô từ quy trình thủy phân triglycerid hoàn toàn có thể được tinh chế bằng cách giải quyết và xử lý với than hoạt tính để vô hiệu những tạp chất hữu cơ, kiềm để vô hiệu những este glycerol không phản ứng, và trao đổi ion để vô hiệu những muối. Glycerol có độ tinh khiết cao ( > 99,5 % ) thu được bằng giải pháp chưng cất nhiều bước ; một buồng chân không là thiết yếu do nhiệt độ sôi cao ( 290 ° C )

Tổng hợp glycerol

Mặc dù thường không hiệu suất cao về ngân sách, nhưng glycerol hoàn toàn có thể được sản xuất bằng nhiều con đường khác nhau từ propen. Quá trình epichlorohydrin là quan trọng nhất : nó gồm có quy trình clo hóa propylen để tạo ra allyl clorua, được oxy hóa bằng hypochlorit thành dichlorohydrin, phản ứng với một bazơ mạnh để tạo ra epichlorohydrin. Epichlorohydrin này sau đó được thủy phân để tạo ra glycerol. Các quy trình không chứa clo từ propylen gồm có quy trình tổng hợp glycerol từ acrolein và propylen oxit
Do việc sản xuất diesel sinh học từ chất béo với quy mô lớn, trong đó glycerol là phế phẩm, nên thị trường glycerol bị suy giảm. Do đó, những quy trình tổng hợp không kinh tế tài chính. Do cung vượt quá cầu, những nỗ lực đang được thực thi để quy đổi glycerol thành những tiền chất tổng hợp, ví dụ điển hình như acrolein và epichlorohydrin .

Ứng dụng của glycerol

Công nghiệp thực phẩm

Trong thực phẩm và đồ uống, glycerol đóng vai trò là chất giữ ẩm, dung môi và chất tạo ngọt, và hoàn toàn có thể giúp dữ gìn và bảo vệ thực phẩm. Nó cũng được sử dụng làm chất độn trong thực phẩm ít chất béo đã chế biến sẵn trên thị trường ( ví dụ, bánh quy ), và như một chất làm đặc trong rượu mùi. Glycerol và nước được sử dụng để dữ gìn và bảo vệ một số ít loại lá cây. Là một chất thay thế sửa chữa đường, nó có khoảng chừng 27 kilocalories / muỗng cafe ( đường có 20 ) và ngọt bằng 60 % đường sucrose. Nó không nuôi dưỡng vi trùng hình thành mảng bám răng và gây sâu răng. Là một chất phụ gia thực phẩm, glycerol được dán nhãn là E số E422. Nó được thêm vào tính năng ngừng hoạt động ( frosting ) để ngăn nó đóng băng quá cứng .
Khi được sử dụng trong thực phẩm, glycerol được Viện Dinh dưỡng và Ăn kiêng Hoa Kỳ phân loại là một loại carbohydrate. Chỉ định carbohydrate của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ ( FDA ) gồm có toàn bộ những chất dinh dưỡng đa lượng calo trừ protein và chất béo. Glycerol có tỷ lệ calo tương tự như như đường ăn, nhưng chỉ số đường huyết thấp hơn và con đường trao đổi chất khác nhau trong khung hình, thế cho nên một số ít người ủng hộ chính sách ăn kiêng [ ai ? ] Chấp nhận glycerol như một chất tạo ngọt thích hợp với chính sách ăn ít carbohydrate .
Nó cũng được khuyên dùng như một chất phụ gia khi sử dụng chất ngọt polyol như erythritol và xylitol có công dụng làm mát, do công dụng làm nóng miệng, nếu không muốn có tính năng làm mát

Ứng dụng trong y tế, dược phẩm và chăm sóc cá nhân

Glycerin có năng lực kháng khuẩn và kháng vi rút ở mức độ nhẹ và là chất điều trị vết thương được FDA chấp thuận đồng ý. Hội Chữ thập đỏ báo cáo giải trình rằng dung dịch 85 % glycerin cho thấy công dụng diệt khuẩn và kháng vi-rút, và những vết thương được điều trị bằng glycerin cho thấy giảm viêm sau khoảng chừng 2 giờ. Do đó, nó được sử dụng thoáng rộng trong những mẫu sản phẩm chăm nom vết thương, gồm có tấm hydrogel dựa trên glycerin để chữa bỏng và chăm nom vết thương khác. Nó được chấp thuận đồng ý cho tổng thể những loại chăm nom vết thương ngoại trừ bỏng độ ba và được sử dụng để đóng gói da của người hiến Tặng Ngay được sử dụng trong ghép da. Không có giải pháp điều trị tại chỗ nào được đồng ý chấp thuận cho bỏng độ ba, và do đó, hạn chế này không dành riêng cho glycerin .
Glycerol được sử dụng trong những chế phẩm y tế, dược phẩm và chăm nom cá thể, thường là một phương tiện đi lại để cải tổ độ trơn, cung ứng chất bôi trơn và như một chất giữ ẩm .
Bệnh da sần và bệnh khô da đã thuyên giảm khi sử dụng glycerin tại chỗ. Nó được tìm thấy trong liệu pháp miễn dịch gây dị ứng, xi-rô ho, thuốc giảm đau và thuốc long đờm, kem đánh răng, nước súc miệng, mẫu sản phẩm chăm nom da, kem cạo râu, loại sản phẩm chăm nom tóc, xà phòng và chất bôi trơn cá thể gốc nước. Ở dạng bào chế rắn như viên nén, glycerol được sử dụng làm chất giữ viên. Đối với tiêu dùng của con người, glycerol được FDA Hoa Kỳ phân loại trong số những loại rượu đường như một chất dinh dưỡng đa lượng calo. Glycerol cũng được sử dụng trong ngân hàng nhà nước máu để dữ gìn và bảo vệ những tế bào hồng cầu trước khi ướp lạnh .
Glycerol là một thành phần của xà phòng glycerin. Tinh dầu được thêm vào để tạo hương thơm. Loại xà phòng này được sử dụng bởi những người có làn da nhạy cảm, dễ kích ứng vì nó ngăn ngừa khô da với đặc tính dưỡng ẩm của nó. Nó hút ẩm qua những lớp da và làm chậm hoặc ngăn ngừa quy trình khô và bay hơi .
Khi uống trực tràng, glycerol có tính năng như một thuốc nhuận tràng bằng cách kích thích niêm mạc hậu môn và gây ra hiệu ứng tăng tiết dịch, lan rộng ra ruột kết bằng cách hút nước vào nó để tạo ra nhu động, dẫn đến sơ tán. Nó hoàn toàn có thể được dùng không pha loãng dưới dạng thuốc đạn hoặc dưới dạng thuốc xổ thể tích nhỏ ( 2 – 10 ml ). Ngoài ra, nó hoàn toàn có thể được sử dụng trong một dung dịch loãng, ví dụ, 5 %, như một loại thuốc xổ thể tích cao .

Dùng bằng đường uống (thường được trộn với nước hoa quả để giảm vị ngọt), glycerol có thể gây giảm áp suất bên trong mắt nhanh chóng, tạm thời. Điều này có thể hữu ích cho việc điều trị khẩn cấp ban đầu khi nhãn áp tăng nghiêm trọng.

Glycerol cũng đã được tích hợp như một thành phần của công thức mực sinh học trong nghành nghề dịch vụ in sinh học. Hàm lượng glycerol có công dụng tăng thêm độ nhớt cho mực sinh học mà không cần thêm những phân tử protein, carbohydrate hoặc glycoprotein lớn .

Chiết xuất thực vật

Khi được sử dụng trong chiết xuất theo giải pháp “ cồn thuốc ( tincture ) ”, đơn cử là ở dạng dung dịch 10 %, glycerol ngăn ngừa tannin kết tủa trong chiết xuất ethanol của thực vật ( cồn thuốc ). Nó cũng được sử dụng như một chất sửa chữa thay thế “ không chứa cồn ” cho ethanol như một dung môi trong việc chuẩn bị sẵn sàng chiết xuất thảo dược. Nó ít bị khai thác hơn khi được sử dụng trong một giải pháp cồn tiêu chuẩn. Các cồn làm từ cồn cũng hoàn toàn có thể được vô hiệu cồn và sửa chữa thay thế bằng glycerol để dữ gìn và bảo vệ những đặc tính của nó. Các loại sản phẩm như vậy không phải là “ không chứa cồn ” theo nghĩa khoa học hoặc theo lao lý của FDA, vì glycerol chứa ba nhóm hydroxyl. Các đơn vị sản xuất chiết xuất chất lỏng thường chiết xuất những loại thảo mộc trong nước nóng trước khi thêm glycerol để tạo ra glycerit .

Chất lỏng trong thuốc lá điện tử

Glycerin thường được sử dụng trong thuốc lá điện tử để tạo ra hơi
Glycerin, cùng với propylene glycol, là một thành phần phổ biến của chất lỏng điện tử, một dung dịch được sử dụng với máy xông hơi điện tử (thuốc lá điện tử). Glycerol này được làm nóng với một bộ phun (một cuộn dây làm nóng thường làm bằng dây Kanthal), tạo ra khí dung cung cấp nicotine cho người dùng

Chất chống đông

Giống như ethylene glycol và propylene glycol, glycerol là một kosmotrope không ion tạo link hydro mạnh với những phân tử nước, cạnh tranh đối đầu với link hydro giữa nước với nước. Sự tương tác này làm gián đoạn quy trình hình thành băng. Nhiệt độ điểm ngừng hoạt động tối thiểu là khoảng chừng − 36 ° F ( − 38 ° C ) tương ứng với 70 % glycerol trong nước .
Glycerol trong lịch sử vẻ vang được sử dụng làm chất chống ngừng hoạt động cho những ứng dụng xe hơi trước khi được thay thế sửa chữa bằng ethylene glycol, chất có điểm ngừng hoạt động thấp hơn. Mặc dù điểm ngừng hoạt động tối thiểu của hỗn hợp glycerol-nước cao hơn hỗn hợp ethylene glycol-water, nhưng glycerol không ô nhiễm và đang được kiểm tra lại để sử dụng trong những ứng dụng xe hơi .
Trong phòng thí nghiệm, glycerol là thành phần phổ cập của dung môi cho thuốc thử enzym được dữ gìn và bảo vệ ở nhiệt độ dưới 0 ° C do nhiệt độ đông đặc giảm xuống. Nó cũng được sử dụng như một chất bảo vệ lạnh trong đó glycerol được hòa tan trong nước để giảm sự hủy hoại của những tinh thể băng so với những sinh vật trong phòng thí nghiệm được dữ gìn và bảo vệ trong dung dịch ướp đông, ví dụ điển hình như nấm, vi trùng, giun tròn và phôi động vật hoang dã có vú .

Giảm rung chấn

Glycerol được sử dụng làm chất độn cho đồng hồ đeo tay đo áp suất để giảm độ rung. Các rung động bên ngoài, từ máy nén, động cơ, máy bơm, v.v., tạo ra giao động điều hòa trong đồng hồ đeo tay đo Bourdon hoàn toàn có thể khiến kim vận động và di chuyển quá mức, cho tác dụng không đúng chuẩn. Việc xoay kim quá nhiều cũng hoàn toàn có thể làm hỏng những bánh răng bên trong hoặc những bộ phận khác, gây mòn sớm. Glycerol, khi đổ vào đồng hồ đeo tay đo để sửa chữa thay thế khoảng trống không khí, sẽ làm giảm xê dịch điều hòa truyền đến kim, làm tăng tuổi thọ và độ đáng tin cậy của đồng hồ đeo tay đo .

Ngành điện ảnh

Glycerol được ngành công nghiệp điện ảnh sử dụng khi quay những cảnh có nước để ngăn những khu vực bị khô quá nhanh .
Glycerine được sử dụng – tích hợp với nước ( theo tỷ suất 1 : 99 ) – để tạo ra một môi trường tự nhiên khói mịn. Dung dịch được hóa hơi và đẩy vào phòng bằng máy thông gió .

Nhiên liệu đốt trong

Glycerol cũng được sử dụng để cung ứng nguồn năng lượng cho máy phát điện diesel cung ứng điện cho loạt xe đua điện FIA Formula E

Sự trao đổi chất – metabolism

Glycerol là tiền chất để tổng hợp triacylglycerol và phospholipid trong gan và mô mỡ. Khi khung hình sử dụng chất béo dự trữ làm nguồn nguồn năng lượng, glycerol và axit béo sẽ được giải phóng vào máu .
Glycerol được chuyển hóa hầu hết ở gan. Tiêm glycerol hoàn toàn có thể được sử dụng như một xét nghiệm đơn thuần để xác lập tổn thương gan, vì vận tốc hấp thụ của nó được gan coi là một thước đo đúng chuẩn về sức khỏe thể chất của gan. Sự chuyển hóa glycerol bị giảm trong cả bệnh xơ gan và bệnh gan nhiễm mỡ .
Mức độ glycerol trong máu tăng cao trong thời kỳ tiểu đường, và được cho là nguyên do làm giảm năng lực sinh sản ở những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường và hội chứng chuyển hóa. Mức độ glycerol trong máu ở bệnh nhân tiểu đường cao hơn trung bình ba lần so với nhóm chứng khỏe mạnh. Điều trị bằng glycerol trực tiếp của tinh hoàn đã được phát hiện là nguyên do làm giảm đáng kể số lượng tinh trùng trong thời hạn dài. Thử nghiệm thêm về chủ đề này đã bị bỏ lỡ do hiệu quả không như mong đợi, vì đây không phải là tiềm năng của thử nghiệm .

Glycerol tuần hoàn không glycate hóa protein cũng như glucose hoặc fructose, và không dẫn đến sự hình thành các sản phẩm cuối glycation nâng cao (AGEs). Ở một số sinh vật, thành phần glycerol có thể đi vào con đường đường phân trực tiếp và do đó, cung cấp năng lượng cho quá trình trao đổi chất của tế bào (hoặc, có khả năng được chuyển thành glucose thông qua quá trình tạo gluconeogenesis).

Trước khi glycerol hoàn toàn có thể đi vào con đường đường phân hoặc tạo gluconeogenesis ( tùy thuộc vào điều kiện kèm theo sinh lý ), nó phải được quy đổi thành glyceraldehyde 3 – phosphate trung gian của chúng theo những bước sau :

Enzyme glycerol kinase hiện hữu đa phần ở gan và thận, nhưng cũng có trong những mô khác của khung hình, gồm có cả cơ và não. Trong mô mỡ, glycerol 3 – phosphate được lấy từ dihydroxyacetone phosphate ( DHAP ) với enzyme glycerol-3-phosphate dehydrogenase .
Glycerol có độc tính rất thấp khi uống vào khung hình ; Liều uống LD50 của nó so với chuột cống là 12600 mg / kg và 8700 mg / kg so với chuột nhắt. Nó có vẻ như không gây độc khi hít phải, mặc dầu những đổi khác trong quy trình trưởng thành của tế bào xảy ra ở những phần nhỏ của phổi ở động vật hoang dã dưới liều cao nhất đo được. Một nghiên cứu và điều tra chỉ hít vào mũi dưới mãn tính lê dài 90 ngày ở những con chuột Sprague-Dawley ( SD ) tiếp xúc với 0,03, 0,16 và 0,66 mg / L glycerin ( Mỗi lít không khí ) trong những phiên liên tục lê dài 6 giờ cho thấy không có độc tính tương quan đến điều trị nào khác hơn sự chuyển sản tối thiểu của lớp biểu mô ở đáy nắp thanh quản ở chuột tiếp xúc với 0,66 mg / L glycerin .

5/5 - (1 vote)
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments