Glicerolo

Il glicerolo, chiamato anche glicerina, è un semplice composto poliolico. È un liquido incolore, inodore, viscoso, dal sapore dolce e non tossico. La spina dorsale del glicerolo si trova nei lipidi noti come gliceridi. Grazie alle sue proprietà antimicrobiche e antivirali, è ampiamente utilizzato nelle ferite approvate dalla FDA e dalle ustioni. Può anche essere utilizzato come marker efficace per misurare la malattia del fegato. È anche ampiamente utilizzato come dolcificante nell'industria alimentare e come umettante nelle formulazioni farmaceutiche. A causa della presenza di tre gruppi idrossilici, il glicerolo è miscibile con l'acqua e di natura igroscopica.

Applicazioni

-Industria alimentare

Negli alimenti e nelle bevande, il glicerolo funge da umettante, solvente e dolcificante e può aiutare nella conservazione degli alimenti. Viene anche utilizzato come riempitivo in alimenti a basso contenuto di grassi preparati in commercio (ad es. Biscotti) e come addensante nei liquori. Il glicerolo e l'acqua sono usati per preservare alcuni tipi di foglie delle piante. Come sostituto dello zucchero, ha circa 27 calorie per cucchiaino (lo zucchero ne ha 20) ed è dolce al 60% come il saccarosio. Non nutre i batteri che formano placche e causano carie dentali. Come additivo alimentare, il glicerolo è etichettato come numero E E422. Viene aggiunto allo smalto per evitare che indurisca.

Come usato negli alimenti, il glicerolo è classificato dall'American Academy of Nutrition and Dietetics come un carboidrato. La designazione dei carboidrati della Food and Drug Administration (FDA) statunitense include tutti i macronutrienti calorici, escluse proteine ​​e grassi. Il glicerolo ha una densità calorica simile allo zucchero da tavola, ma un indice glicemico inferiore e un diverso percorso metabolico nel corpo, quindi alcuni sostenitori della nutrizione accettano il glicerolo come dolcificante compatibile con diete a basso contenuto di carboidrati.

È anche raccomandato come additivo quando si utilizzano dolcificanti poliolici come eritritolo e xilitolo che hanno un effetto rinfrescante dovuto all'effetto riscaldante in bocca, se l'effetto rinfrescante non è desiderato

-Applicazioni mediche, farmaceutiche e per la cura della persona

La glicerina è leggermente antimicrobica e antivirale ed è un trattamento approvato dalla FDA per le ferite. La Croce Rossa riporta che una soluzione di glicerina all'85% mostra effetti battericidi e antivirali e che le ferite trattate con glicerina mostrano un'infiammazione ridotta dopo circa 2 ore. Per questo motivo, è ampiamente utilizzato nei prodotti per la cura delle ferite, comprese le piastre in idrogel a base di glicerina per ustioni e altre cure delle ferite. È approvato per tutti i tipi di cura delle ferite, ad eccezione delle ustioni di terzo grado, ed è utilizzato per confezionare la pelle del donatore utilizzata negli innesti cutanei. Nessun trattamento topico è stato approvato per le ustioni di terzo grado, quindi questa limitazione non è esclusiva della glicerina.

Il glicerolo è utilizzato nei prodotti medici, farmaceutici e per la cura personale, spesso come lubrificante, lubrificante e umettante.

L'ittiosi e la xerosi sono alleviate dall'uso topico della glicerina. Si trova in immunoterapie allergeniche, sciroppi per la tosse, elisir ed espettoranti, dentifricio, collutori, prodotti per la cura della pelle, creme da barba, prodotti per la cura dei capelli, saponi e lubrificanti personali a base d'acqua. In forme di dosaggio solide come le compresse, il glicerolo viene utilizzato come agente di ritenzione della compressa. Per il consumo umano, il glicerolo è classificato dalla FDA statunitense tra gli alcoli di zucchero come macronutriente calorico. Il glicerolo viene anche utilizzato nelle banche del sangue per preservare i globuli rossi prima che vengano congelati.

Il glicerolo è un componente del sapone alla glicerina. Gli oli essenziali vengono aggiunti per profumare. Questo tipo di sapone viene utilizzato da persone con pelle sensibile e facilmente irritabile in quanto previene la pelle secca grazie alle sue proprietà idratanti. Attira l'umidità attraverso gli strati della pelle e rallenta o previene l'eccessiva essiccazione ed evaporazione.

Assunto per via rettale, il glicerolo agisce come un lassativo irritando la mucosa anale e inducendo un effetto iperosmotico, espandendo il colon attirando acqua al suo interno per indurre la peristalsi, con conseguente evacuazione. Può essere somministrato non diluito come supposta o come clistere di piccolo volume (2-10 ml). In alternativa, può essere somministrato in una soluzione diluita, ad esempio il 5%, come un clistere ad alto volume.

Assunto per via orale (spesso miscelato con succo di frutta per ridurre il sapore dolce), il glicerolo può causare una rapida e temporanea riduzione della pressione interna dell'occhio. Questo può essere utile nel trattamento iniziale di emergenza della pressione oculare gravemente elevata.

Il glicerolo è anche incluso come parte delle formulazioni di bioinchiostro nel campo del bioprinting. Il contenuto di glicerolo fornisce viscosità nel bioinchiostro senza l'aggiunta di grandi molecole di proteine, carboidrati o glicoproteine.

-Estratti botanici

Quando viene utilizzato nelle estrazioni con metodo "tintura", in particolare come soluzione al 10%, il glicerolo impedisce ai tannini di precipitare negli estratti di etanolo vegetale (tinture). Viene anche utilizzato come alternativa "analcolica" all'etanolo come solvente nella preparazione di estratti di erbe. È meno estrattivo se utilizzato in una metodologia di tintura standard. Le tinture a base di alcol possono anche rimuovere l'alcol e sostituirlo con glicerolo per le sue proprietà conservanti. Tali prodotti non sono "senza alcool" nei regolamenti scientifici o FDA, poiché il glicerolo contiene tre gruppi idrossilici. I produttori di estratti liquidi spesso estraggono le erbe in acqua calda prima di aggiungere glicerolo per produrre gliceriti.

Quando viene utilizzato come un "vero" solvente di estrazione botanica senza alcool primario in metodologie non basate sulla tintura, il glicerolo ha dimostrato di avere un alto grado di versatilità estrattiva per i vegetali, inclusa la rimozione di numerosi costituenti e composti complessi, con un potere estrattivo che può competere con quelli di soluzioni alcoliche e idroalcoliche. Il fatto che il glicerolo abbia un potere di estrazione così elevato presuppone che sia utilizzato con metodologie dinamiche (cioè critiche) in contrasto con le metodologie passive standard di "tintura" che sono più adatte all'alcol. Il glicerolo ha la proprietà intrinseca di non denaturare o rendere inerti i costituenti di una sostanza botanica, come gli alcoli (es. Alcool etilico (grano), alcool metilico (legno), ecc.). Il glicerolo è un conservante dell'estratto botanico stabile che, se utilizzato nelle concentrazioni corrette in una base solvente di estrazione, non può invertire o diminuire l'ossidazione di riduzione (REDOX) dei componenti di un estratto finito, anche per diversi anni. Sia il glicerolo che l'etanolo sono conservanti vitali. Il glicerolo è batteriostatico nella sua azione e l'etanolo è battericida nella sua azione.

-Fluido per sigaretta elettronica

La glicerina viene spesso utilizzata nelle sigarette elettroniche per creare il vapore
La glicerina, insieme al glicole propilenico, è un componente comune dell'e-liquid, una soluzione utilizzata con i vaporizzatori elettronici (sigarette elettroniche). Questo glicerolo viene riscaldato con un atomizzatore (una serpentina di riscaldamento spesso fatta di filo di Kanthal), producendo l'aerosol che fornisce nicotina all'utente.

-Antigelo

Come il glicole etilenico e il glicole propilenico, il glicerolo è un cosmotropo non ionico che forma forti legami idrogeno con le molecole d'acqua e compete con i legami idrogeno acqua-acqua. Questa interazione interrompe la formazione di ghiaccio. La temperatura minima del punto di congelamento è di circa -36 ° F (-38 ° C), che equivale al 70% di glicerolo in acqua.

Il glicerolo è stato tradizionalmente utilizzato come antigelo per autoveicoli prima di essere sostituito dal glicole etilenico, che ha un punto di congelamento inferiore. Sebbene il punto di congelamento minimo di una miscela acqua-glicerolo sia superiore a quello di una miscela acqua-glicole etilenico, il glicerolo non è tossico ed è in fase di riesame per l'uso in applicazioni automobilistiche.

In laboratorio, il glicerolo è un costituente comune dei solventi per reagenti enzimatici che vengono conservati a temperature inferiori a 0 ° C a causa della riduzione della temperatura di congelamento. Viene anche utilizzato come crioprotettore in cui il glicerolo viene sciolto in acqua per ridurre i danni causati dai cristalli di ghiaccio agli organismi di laboratorio conservati in soluzioni congelate, come batteri, nematodi ed embrioni di mammiferi.

Smorzamento delle vibrazioni

Il glicerolo viene utilizzato come riempimento per manometri per smorzare le vibrazioni. Le vibrazioni esterne, causate da compressori, motori, pompe, ecc., Producono vibrazioni armoniche negli indicatori Bourdon che possono far muovere eccessivamente l'ago, portando a letture imprecise. Un'oscillazione eccessiva dell'ago può anche danneggiare gli ingranaggi interni o altri componenti, causando un'usura prematura. Il glicerolo, quando versato in un misuratore per sostituire l'intercapedine, riduce le vibrazioni armoniche trasmesse all'ago, aumentando la durata e l'affidabilità del misuratore.

Usi di nicchia

-Industria cinematografica

Il glicerolo viene utilizzato dall'industria cinematografica durante le riprese di scene con acqua per evitare che le aree si secchino troppo rapidamente.

La glicerina viene utilizzata - combinata con l'acqua (approssimativamente in un rapporto di 1:99) - per creare un ambiente liscio e fumoso. La soluzione viene evaporata e spinta nella stanza con un ventilatore.

-Agente di accoppiamento ultrasonico

-Il glicerolo a volte può essere usato come sostituto dell'acqua nei test ad ultrasuoni, poiché ha convenientemente un'impedenza acustica più elevata (2.42MRayl contro 1.483MRayl per l'acqua), pur essendo relativamente sicuro, non tossico, non corrosivo e relativamente economico.

-Carburante per combustione interna
Il glicerolo viene anche utilizzato per alimentare i generatori diesel che forniscono elettricità per la serie FIA ​​Formula E di auto da corsa elettriche.

-Ricerca di applicazioni
Sono state condotte ricerche su prodotti a valore aggiunto dal glicerolo ottenuto dalla produzione di biodiesel. Esempi (a parte l'incenerimento dei rifiuti di glicerolo):

Produzione di gas idrogeno
L'acetato di glicerina è un potenziale additivo per carburante.
Il glicerolo è uno degli additivi dell'amido termoplastico più comunemente usati.
Conversione in glicole propilenico
Conversione in acroleina
Conversione in etanolo
Conversione in epicloridrina, materia prima per resine epossidiche

Metabolismo

Il glicerolo è un precursore della sintesi di triacilgliceroli e fosfolipidi nel fegato e nel tessuto adiposo. Quando il corpo utilizza il grasso immagazzinato come fonte di energia, il glicerolo e gli acidi grassi vengono rilasciati nel flusso sanguigno.

Il glicerolo viene metabolizzato principalmente nel fegato. Le iniezioni di glicerolo possono essere utilizzate come semplice test per il danno epatico, poiché il tasso di assorbimento da parte del fegato è considerato una misura accurata della salute del fegato. Il metabolismo del glicerolo è ridotto sia nella cirrosi che nella malattia del fegato grasso.

I livelli di glicerolo nel sangue sono molto alti durante il diabete e si ritiene che siano la causa della ridotta fertilità nei pazienti con diabete e sindrome metabolica. I livelli di glicerolo nel sangue nei pazienti diabetici sono in media tre volte superiori rispetto ai controlli sani. È stato riscontrato che il trattamento diretto con glicerolo dei testicoli causa una significativa riduzione a lungo termine del numero di spermatozoi. Ulteriori test su questo argomento sono stati interrotti a causa di risultati inaspettati, poiché questo non era lo scopo dell'esperimento.

Il glicerolo circolante non glicera proteine ​​come il glucosio o il fruttosio e non porta alla formazione di prodotti finali della glicazione avanzata (AGE). In alcuni organismi, il componente glicerico può entrare direttamente nella via della glicolisi e quindi fornire energia per il metabolismo cellulare (o eventualmente essere convertito in glucosio mediante gluconeogenesi).

L'enzima glicerolo chinasi è presente principalmente nel fegato e nei reni, ma anche in altri tessuti del corpo, inclusi muscoli e cervello. Nel tessuto adiposo, il glicerolo 3-fosfato è ottenuto dal diidrossiacetone fosfato (DHAP) con l'enzima glicerolo-3-fosfato deidrogenasi.

Il glicerolo ha una tossicità molto bassa se ingerito; la dose orale LD50 per i ratti è 12600 mg / kg e 8700 mg / kg per i topi. Non sembra causare tossicità per inalazione, sebbene i cambiamenti nella maturità cellulare si siano verificati in piccole aree dei polmoni negli animali al di sotto della dose massima misurata. Uno studio di inalazione nasale subcronica di 90 giorni su ratti Sprague-Dawley (SD) esposti a 0,03, 0,16 e 0,66 mg / L di glicerina (per litro di aria) per 6 ore di sessioni continue non ha mostrato altra tossicità correlata al trattamento poi metaplasia minima del rivestimento epiteliale alla base dell'epiglottide nei ratti esposti a 0,66 mg / L di glicerina