Glycérol

Le glycérol également appelé glycérine est un simple composé polyol. Il s'agit d'un liquide visqueux incolore, inodore, au goût sucré et non toxique. Le squelette du glycérol se trouve dans les lipides appelés glycérides. En raison de ses propriétés antimicrobiennes et antivirales, il est largement utilisé dans les plaies et brûlures approuvées par la FDA. Il peut également être utilisé comme marqueur efficace pour mesurer les maladies du foie. Il est également largement utilisé comme édulcorant dans l'industrie alimentaire et comme humectant dans les formulations pharmaceutiques. En raison de la présence de trois groupes hydroxyle, le glycérol est miscible à l'eau et de nature hygroscopique.

Applications

-Industrie alimentaire

Dans les aliments et les boissons, le glycérol sert d'humectant, de solvant et d'édulcorant et peut aider à la conservation des aliments. Il est également utilisé comme charge dans les aliments à faible teneur en matières grasses préparés commercialement (par exemple les biscuits) et comme épaississant dans les liqueurs. Le glycérol et l'eau sont utilisés pour conserver certains types de feuilles de plantes. En tant que substitut du sucre, il contient environ 27 calories par cuillère à café (le sucre en contient 20) et est 60% aussi sucré que le saccharose. Il ne nourrit pas les bactéries qui forment des plaques et provoquent des caries dentaires. En tant qu'additif alimentaire, le glycérol est étiqueté numéro E E422. Il est ajouté à l'émail pour l'empêcher de durcir.

Tel qu'il est utilisé dans les aliments, le glycérol est classé par l'American Academy of Nutrition and Dietetics comme un hydrate de carbone. La désignation des glucides par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis comprend tous les macronutriments caloriques, à l'exclusion des protéines et des graisses. Le glycérol a une densité calorique similaire à celle du sucre de table, mais un index glycémique inférieur et une voie métabolique différente dans le corps, de sorte que certains défenseurs de la nutrition acceptent le glycérol comme édulcorant compatible avec les régimes à faible teneur en glucides.

Il est également recommandé comme additif lors de l'utilisation d'édulcorants polyols tels que l'érythritol et le xylitol qui ont un effet rafraîchissant en raison de l'effet chauffant dans la bouche, si l'effet rafraîchissant n'est pas souhaité.

-Applications médicales, pharmaceutiques et de soins personnels

La glycérine est légèrement antimicrobienne et antivirale et est un traitement approuvé par la FDA pour les plaies. La Croix-Rouge rapporte qu'une solution de glycérine à 85% présente des effets bactéricides et antiviraux et que les plaies traitées à la glycérine présentent une inflammation réduite après environ 2 heures. Pour cette raison, il est largement utilisé dans les produits de soin des plaies, y compris les plaques d'hydrogel à base de glycérine pour les brûlures et autres soins des plaies. Il est approuvé pour tous les types de soins des plaies, à l'exception des brûlures au troisième degré, et est utilisé pour l'emballage de la peau de donneur utilisée dans les greffes de peau. Aucun traitement topique n'a été approuvé pour les brûlures au troisième degré, cette limitation n'est donc pas exclusive à la glycérine.

Le glycérol est utilisé dans les produits médicaux, pharmaceutiques et de soins personnels, souvent comme lubrifiant, lubrifiant et humectant.

L'ichtyose et la xérose sont atténuées par l'utilisation topique de glycérine. On le trouve dans les immunothérapies allergènes, les sirops contre la toux, les élixirs et expectorants, les dentifrices, les bains de bouche, les produits de soins de la peau, les crèmes à raser, les produits de soins capillaires, les savons et les lubrifiants personnels à base d'eau. Dans les formes posologiques solides telles que les comprimés, le glycérol est utilisé comme agent de rétention des comprimés. Pour la consommation humaine, le glycérol est classé par la FDA américaine parmi les alcools de sucre en tant que macronutriment calorique. Le glycérol est également utilisé dans les banques de sang pour préserver les globules rouges avant qu'ils ne soient congelés.

Le glycérol est un composant du savon à la glycérine. Des huiles essentielles sont ajoutées pour le parfum. Ce type de savon est utilisé par les personnes à la peau sensible et facilement irritée car il prévient la peau sèche grâce à ses propriétés hydratantes. Il aspire l'humidité à travers les couches de la peau et ralentit ou empêche un séchage et une évaporation excessifs.

Pris par voie rectale, le glycérol agit comme un laxatif en irritant la muqueuse anale et en induisant un effet hyperosmotique, en élargissant le côlon en y aspirant de l'eau pour induire un péristaltisme, entraînant une évacuation. Il peut être administré non dilué sous forme de suppositoire ou de lavement de petit volume (2 à 10 ml). En variante, il peut être administré dans une solution diluée, par exemple 5%, sous forme de lavement à volume élevé.

Pris par voie orale (souvent mélangé avec du jus de fruits pour réduire le goût sucré), le glycérol peut provoquer une réduction rapide et temporaire de la pression interne de l'œil. Cela peut être utile dans le traitement d'urgence initial d'une pression oculaire sévèrement élevée.

Le glycérol fait également partie des formulations de bio-encres dans le domaine de la bio-impression. La teneur en glycérol fournit la viscosité de la bio-encre sans l'ajout de grosses molécules de protéines, de glucides ou de glycoprotéines.

-Extraits botaniques

Lorsqu'il est utilisé dans les extractions par la méthode "teinture", en particulier sous forme de solution à 10%, le glycérol empêche les tanins de précipiter dans les extraits (teintures) d'éthanol végétal. Il est également utilisé comme une alternative «sans alcool» à l'éthanol comme solvant dans la préparation des extractions à base de plantes. Il est moins extractif lorsqu'il est utilisé dans une méthodologie de teinture standard. Les teintures à base d'alcool peuvent également éliminer l'alcool et le remplacer par du glycérol pour ses propriétés conservatrices. De tels produits ne sont pas «sans alcool» dans les réglementations scientifiques ou de la FDA, car le glycérol contient trois groupes hydroxyle. Les fabricants d'extraits liquides extraient souvent les herbes dans de l'eau chaude avant d'ajouter du glycérol pour fabriquer des glycérites.

Lorsqu'il est utilisé comme solvant d'extraction botanique primaire «véritable» sans alcool dans des méthodologies sans teinture, le glycérol s'est avéré avoir un degré élevé de polyvalence d'extraction pour les plantes, y compris l'élimination de nombreux constituants et composés complexes, avec un pouvoir d'extraction qui rivalise avec ceux des solutions alcooliques et hydroalcooliques. Le fait que le glycérol ait un pouvoir d'extraction aussi élevé suppose qu'il soit utilisé avec des méthodologies dynamiques (c'est-à-dire critiques) par opposition aux méthodologies classiques de "teinture" passive qui sont mieux adaptées à l'alcool. Le glycérol a la propriété intrinsèque de ne pas dénaturer ni de rendre inertes les constituants d'une substance botanique, tels que les alcools (c'est-à-dire l'alcool éthylique (de grain), l'alcool méthylique (de bois), etc.). Le glycérol est un conservateur d'extrait botanique stable qui, lorsqu'il est utilisé aux concentrations correctes dans une base de solvant d'extraction, ne peut pas inverser ou diminuer l'oxydation par réduction (REDOX) des composants d'un extrait fini, même sur plusieurs années. Le glycérol et l'éthanol sont tous deux des conservateurs viables. Le glycérol est bactériostatique dans son action et l'éthanol est bactéricide dans son action.

- Liquide de cigarette électronique

La glycérine est souvent utilisée dans les cigarettes électroniques pour créer la vapeur
La glycérine, avec le propylène glycol, est un composant courant du e-liquide, une solution utilisée avec les vaporisateurs électroniques (cigarettes électroniques). Ce glycérol est chauffé avec un atomiseur (une bobine chauffante souvent en fil Kanthal), produisant l'aérosol qui délivre la nicotine à l'utilisateur.

-Antigel

Comme l'éthylène glycol et le propylène glycol, le glycérol est un cosmotrope non ionique qui forme de fortes liaisons hydrogène avec les molécules d'eau et entre en compétition avec les liaisons hydrogène eau-eau. Cette interaction perturbe la formation de glace. La température minimale du point de congélation est d'environ -36 ° F (-38 ° C), ce qui équivaut à 70% de glycérol dans l'eau.

Le glycérol était traditionnellement utilisé comme antigel automobile avant d'être remplacé par l'éthylène glycol, qui a un point de congélation plus bas. Bien que le point de congélation minimum d'un mélange glycérol-eau soit supérieur à celui d'un mélange éthylène glycol-eau, le glycérol n'est pas toxique et est en cours de réexamen pour une utilisation dans les applications automobiles.

En laboratoire, le glycérol est un composant courant des solvants pour les réactifs enzymatiques qui sont stockés à des températures inférieures à 0 ° C en raison de la réduction de la température de congélation. Il est également utilisé comme cryoprotecteur dans lequel le glycérol est dissous dans l'eau pour réduire les dommages causés par les cristaux de glace aux organismes de laboratoire stockés dans des solutions congelées telles que les bactéries, les nématodes et les embryons de mammifères.

-Amortissement des vibrations

Le glycérol est utilisé comme remplissage pour les manomètres pour amortir les vibrations. Les vibrations externes, causées par les compresseurs, les moteurs, les pompes, etc., produisent des vibrations harmoniques dans les jauges Bourdon qui peuvent provoquer un mouvement excessif de l'aiguille, entraînant des lectures inexactes. Un balancement excessif de l'aiguille peut également endommager les engrenages internes ou d'autres composants, provoquant une usure prématurée. Le glycérol, lorsqu'il est versé dans une jauge pour remplacer l'espace d'air, réduit les vibrations harmoniques transmises à l'aiguille, augmentant la durée de vie et la fiabilité de la jauge.

Utilisations de niche

-Industrie du cinéma

Le glycérol est utilisé par l'industrie cinématographique lors du tournage de scènes avec de l'eau pour empêcher les zones de se dessécher trop rapidement.

La glycérine est utilisée - combinée avec de l'eau (environ dans un rapport de 1:99) - pour créer un environnement lisse et enfumé. La solution est évaporée et poussée dans la pièce à l'aide d'un ventilateur.

-Coupleur ultrasonique

-Le glycérol peut parfois être utilisé comme substitut à l'eau dans les tests par ultrasons, car il a une impédance acoustique plus élevée (2,42MRayl vs 1,483MRayl pour l'eau), tout en étant relativement sûr, non toxique, non corrosif et relativement peu coûteux.

-Combustible pour combustion interne
Le glycérol est également utilisé pour alimenter les générateurs diesel qui fournissent de l'électricité pour la série FIA ​​Formula E de voitures de course électriques.

-Recherche d'applications
Des recherches ont été menées sur des produits à valeur ajoutée à partir du glycérol issu de la production de biodiesel. Exemples (en dehors de l'incinération des déchets de glycérol):

Production d'hydrogène gazeux
L'acétate de glycérine est un additif potentiel pour le carburant.
Le glycérol est l'un des additifs les plus couramment utilisés pour l'amidon thermoplastique.
Conversion au propylène glycol
Conversion en acroléine
Conversion en éthanol
Conversion en épichlorhydrine, matière première des résines époxy

Métabolisme

Le glycérol est un précurseur de la synthèse des triacylglycérols et des phospholipides dans le foie et le tissu adipeux. Lorsque le corps utilise la graisse stockée comme source d'énergie, le glycérol et les acides gras sont libérés dans la circulation sanguine.

Le glycérol est principalement métabolisé dans le foie. Les injections de glycérol peuvent être utilisées comme un simple test des lésions hépatiques, car le taux d'absorption par le foie est considéré comme une mesure précise de la santé du foie. Le métabolisme du glycérol est réduit à la fois dans la cirrhose et la stéatose hépatique.

Les taux sanguins de glycérol sont très élevés pendant le diabète et seraient à l'origine d'une diminution de la fertilité chez les patients atteints de diabète et du syndrome métabolique. Les taux sanguins de glycérol chez les patients diabétiques sont en moyenne trois fois plus élevés que chez les témoins sains. Le traitement direct au glycérol des testicules s'est avéré entraîner une réduction significative à long terme du nombre de spermatozoïdes. D'autres tests sur ce sujet ont été interrompus en raison des résultats inattendus, car ce n'était pas le but de l'expérience.

Le glycérol en circulation ne glycate pas les protéines comme le glucose ou le fructose, et ne conduit pas à la formation de produits finaux de glycation avancée (AGE). Dans certains organismes, le composant glycérol peut entrer directement dans la voie de la glycolyse et ainsi fournir de l'énergie pour le métabolisme cellulaire (ou éventuellement être converti en glucose par gluconéogenèse).

L'enzyme glycérol kinase est principalement présente dans le foie et les reins, mais également dans d'autres tissus corporels, notamment les muscles et le cerveau. Dans le tissu adipeux, le glycérol 3-phosphate est obtenu à partir de dihydroxyacétone phosphate (DHAP) avec l'enzyme glycérol-3-phosphate déshydrogénase.

Le glycérol a une très faible toxicité lorsqu'il est ingéré; la dose orale DL50 pour les rats est de 12600 mg / kg et de 8700 mg / kg pour les souris. Il ne semble pas provoquer de toxicité par inhalation, bien que des changements dans la maturité cellulaire se soient produits dans de petites zones des poumons chez les animaux en dessous de la dose mesurée la plus élevée. Une étude d'inhalation nasale subchronique de 90 jours chez des rats Sprague-Dawley (SD) exposés à 0,03, 0,16 et 0,66 mg / L de glycérine (par litre d'air) pendant 6 heures de séances continues n'a montré aucune autre toxicité liée au traitement. puis métaplasie minimale de la muqueuse épithéliale à la base de l'épiglotte chez les rats exposés à 0,66 mg / l de glycérine