Glycerol

Glycerol ook wel glycerine genoemd is een eenvoudige polyolverbinding. Het is een kleurloze, geurloze, stroperige vloeistof die zoet van smaak is en niet giftig. De glycerolruggengraat wordt gevonden in de lipiden die bekend staan als glyceriden. Vanwege de antimicrobiële en antivirale eigenschappen wordt het veel gebruikt in door de FDA goedgekeurde wond- en brandwonden. Het kan ook worden gebruikt als een effectieve marker om leverziekte te meten. Het wordt ook veel gebruikt als zoetstof in de voedingsindustrie en als bevochtiger in farmaceutische formuleringen. Door de aanwezigheid van drie hydroxylgroepen is glycerol mengbaar met water en hygroscopisch van aard.

Toepassingen

-Voedingsindustrie

In voedsel en dranken dient glycerol als bevochtiger, oplosmiddel en zoetstof en kan het helpen bij het bewaren van voedsel. Het wordt ook gebruikt als vulmiddel in commercieel bereide magere voedingsmiddelen (bijv. Koekjes) en als verdikkingsmiddel in likeuren. Glycerol en water worden gebruikt om bepaalde soorten bladeren van planten te bewaren. Als suikervervanger heeft het ongeveer 27 kilocalorieën per theelepel (suiker heeft er 20) en is het 60% zo zoet als sucrose. Het voedt de bacteriën die plaques vormen en tandholten veroorzaken niet. Als voedseladditief wordt glycerol gelabeld als E-nummer E422. Het wordt toegevoegd aan glazuur om te voorkomen dat het te hard wordt.

Zoals gebruikt in voedingsmiddelen, wordt glycerol door de Amerikaanse Academie voor Voeding en Diëtetiek gecategoriseerd als een koolhydraat. De aanduiding van koolhydraten door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) omvat alle calorische macronutriënten, met uitzondering van eiwitten en vetten. Glycerol heeft een calorische dichtheid die vergelijkbaar is met tafelsuiker, maar een lagere glycemische index en een andere metabole route in het lichaam, dus sommige voedingsadvocaten Accepteren glycerol als een zoetstof die compatibel is met koolhydraatarme diëten.

Het wordt ook aanbevolen als additief bij gebruik van polyol-zoetstoffen zoals erythritol en xylitol die een verkoelend effect hebben vanwege het verwarmende effect in de mond, als het verkoelende effect niet gewenst is

-Medische, farmaceutische en persoonlijke verzorgingstoepassingen

Glycerine is licht antimicrobieel en antiviraal en is een door de FDA goedgekeurde behandeling voor wonden. Het Rode Kruis meldt dat een glycerine-oplossing van 85% bacteriedodende en antivirale effecten vertoont en dat met glycerine behandelde wonden na ongeveer 2 uur een verminderde ontsteking vertonen. Hierdoor wordt het veel gebruikt in wondverzorgingsproducten, waaronder op glycerine gebaseerde hydrogelplaten voor brandwonden en andere wondverzorging. Het is goedgekeurd voor alle soorten wondverzorging, behalve derdegraads brandwonden, en wordt gebruikt voor het verpakken van donorhuid die wordt gebruikt in huidtransplantaten. Er is geen plaatselijke behandeling goedgekeurd voor brandwonden in de derde graad, en deze beperking is dus niet exclusief voor glycerine.

Glycerol wordt gebruikt in medische, farmaceutische en persoonlijke verzorgingsproducten, vaak als middel om de gladheid te verbeteren, voor smering te zorgen en als bevochtigingsmiddel.

Ichthyosis en xerosis worden verlicht door het plaatselijke gebruik van glycerine. Het wordt aangetroffen in allergeen-immunotherapieën, hoestsiropen, elixers en slijmoplossend middelen, tandpasta, mondspoelingen, huidverzorgingsproducten, scheerschuim, haarverzorgingsproducten, zeep en persoonlijke glijmiddelen op waterbasis. In vaste doseringsvormen zoals tabletten wordt glycerol gebruikt als tabletvasthoudmiddel. Voor menselijke consumptie wordt glycerol door de Amerikaanse FDA geclassificeerd onder de suikeralcoholen als een calorische macronutriënt. Glycerol wordt ook gebruikt bij bloedbanken om rode bloedcellen te bewaren voordat ze worden ingevroren.

Glycerol is een bestanddeel van glycerinezeep. Essentiële oliën worden toegevoegd voor geur. Dit soort zeep wordt gebruikt door mensen met een gevoelige, gemakkelijk geïrriteerde huid omdat het met zijn hydraterende eigenschappen een droge huid voorkomt. Het trekt vocht op door huidlagen en vertraagt ​​of voorkomt overmatig drogen en verdamping.

Rectaal genomen, fungeert glycerol als een laxeermiddel door het anale slijmvlies te irriteren en een hyperosmotisch effect op te wekken, de dikke darm uit te breiden door er water in te trekken om peristaltiek te induceren, resulterend in evacuatie. Het kan onverdund worden toegediend als zetpil of als klysma met een klein volume (2-10 ml). Als alternatief kan het worden toegediend in een verdunde oplossing, bijvoorbeeld 5%, als een klysma met een hoog volume.

Oraal ingenomen (vaak gemengd met vruchtensap om de zoete smaak te verminderen), kan glycerol een snelle, tijdelijke vermindering van de inwendige druk van het oog veroorzaken. Dit kan nuttig zijn bij de eerste noodbehandeling van ernstig verhoogde oogdruk.

Glycerol is ook opgenomen als onderdeel van bio-inktformuleringen op het gebied van bioprinting. Het glycerolgehalte zorgt voor viscositeit in de bio-inkt zonder toevoeging van grote proteïne-, koolhydraat- of glycoproteïne-moleculen.

-Botanische extracten 

Bij gebruik in extracties volgens de "tinctuur" -methode, met name als een 10% -oplossing, voorkomt glycerol dat tannines neerslaan in ethanolextracten van planten (tincturen). Het wordt ook gebruikt als een "alcoholvrij" alternatief voor ethanol als oplosmiddel bij het bereiden van kruidenextracties. Het is minder extractief wanneer het wordt gebruikt in een standaard tinctuurmethodologie. Tincturen op alcoholbasis kunnen de alcohol ook laten verwijderen en vervangen door glycerol vanwege de conserverende eigenschappen. Dergelijke producten zijn niet "alcoholvrij" in wetenschappelijke of FDA-regelgeving, aangezien glycerol drie hydroxylgroepen bevat. Fabrikanten van vloeistofextracten extraheren vaak kruiden in heet water voordat ze glycerol toevoegen om glycerieten te maken.

Bij gebruik als primair "echt" alcoholvrij botanisch extractie-oplosmiddel in niet op tinctuur gebaseerde methodologieën, is aangetoond dat glycerol een hoge mate van extractieve veelzijdigheid heeft voor botanische producten, waaronder verwijdering van talrijke bestanddelen en complexe verbindingen, met een extractieve kracht die kan wedijveren met die van alcohol en water-alcoholoplossingen. Dat glycerol zo'n hoog extractievermogen heeft, veronderstelt dat het wordt gebruikt met dynamische (dat wil zeggen kritische) methodologieën in tegenstelling tot standaard passieve "tinctuur" -methodologieën die beter geschikt zijn voor alcohol. Glycerol heeft de intrinsieke eigenschap dat het de bestanddelen van een botanische stof niet denatureert of inert maakt, zoals alcoholen (d.w.z. ethyl (graan) alcohol, methyl (hout) alcohol, enz.). Glycerol is een stabiel conserveringsmiddel voor botanische extracten dat, wanneer het in de juiste concentraties in een extractie-oplosmiddelbasis wordt gebruikt, de reductie-oxidatie (REDOX) van de bestanddelen van een afgewerkt extract, zelfs gedurende meerdere jaren, niet kan omkeren of verminderen. Beide glycerol en ethanol zijn levensvatbare conserveringsmiddelen. Glycerol is bacteriostatisch in zijn werking en ethanol is bacteriedodend in zijn werking.

-Elektronische sigarettenvloeistof

Glycerine wordt vaak gebruikt in elektronische sigaretten om de damp te creëren
Glycerine is, samen met propyleenglycol, een veelvoorkomend bestanddeel van e-liquid, een oplossing die wordt gebruikt met elektronische verdampers (elektronische sigaretten). Deze glycerol wordt verwarmd met een verstuiver (een verwarmingsspiraal vaak gemaakt van Kanthal-draad), waardoor de aerosol wordt geproduceerd die nicotine aan de gebruiker levert.

-Antivries

Net als ethyleenglycol en propyleenglycol is glycerol een niet-ionische kosmotrope die sterke waterstofbruggen vormt met watermoleculen en concurreert met water-water waterstofbruggen. Deze interactie verstoort de ijsvorming. De minimale vriespunttemperatuur is ongeveer -36 ° F (-38 ° C), wat overeenkomt met 70% glycerol in water.

Glycerol werd van oudsher gebruikt als antivriesmiddel voor automobieltoepassingen voordat het werd vervangen door ethyleenglycol, dat een lager vriespunt heeft. Hoewel het minimale vriespunt van een glycerol-watermengsel hoger is dan dat van een ethyleenglycol-watermengsel, is glycerol niet giftig en wordt het opnieuw onderzocht voor gebruik in automobieltoepassingen.

In het laboratorium is glycerol een veelvoorkomend bestanddeel van oplosmiddelen voor enzymatische reagentia die bij temperaturen onder 0 ° C worden bewaard als gevolg van de verlaging van de vriestemperatuur. Het wordt ook gebruikt als een cryoprotectant waarbij de glycerol wordt opgelost in water om de schade door ijskristallen aan laboratoriumorganismen die zijn opgeslagen in bevroren oplossingen, zoals bacteriën, nematoden en embryo's van zoogdieren, te verminderen.

-Trillingsdemping

Glycerol wordt gebruikt als vulling voor manometers om trillingen te dempen. Externe trillingen, veroorzaakt door compressoren, motoren, pompen, enz., Produceren harmonische trillingen in Bourdon-meters waardoor de naald buitensporig kan bewegen, wat tot onnauwkeurige metingen leidt. Het overmatig zwaaien van de naald kan ook interne tandwielen of andere componenten beschadigen, wat voortijdige slijtage veroorzaakt. Glycerol, wanneer het in een meter wordt gegoten om de luchtruimte te vervangen, vermindert de harmonische trillingen die naar de naald worden overgebracht, waardoor de levensduur en betrouwbaarheid van de meter wordt vergroot.

Niche gebruikt

-Filmindustrie

Glycerol wordt door de filmindustrie gebruikt bij het filmen van scènes met water om te voorkomen dat gebieden te snel uitdrogen.

Glycerine wordt gebruikt - gecombineerd met water (ongeveer in een verhouding van 1:99) - om een ​​gladde, rokerige omgeving te creëren. De oplossing wordt verdampt en met een ventilator de kamer in geduwd.

-Ultrasoon koppelmiddel

-Glycerol kan soms worden gebruikt als vervanging voor water bij ultrasoon testen, omdat het een gunstig hogere akoestische impedantie heeft (2,42MRayl versus 1,483MRayl voor water), terwijl het relatief veilig, niet-toxisch, niet-corrosief en relatief goedkoop is.

-Brandstof voor interne verbranding
Glycerol wordt ook gebruikt om dieselgeneratoren aan te drijven die elektriciteit leveren voor de FIA Formula E-serie elektrische raceauto's.

-Onderzoek naar toepassingen
Er is onderzoek gedaan naar producten met toegevoegde waarde uit glycerol verkregen uit de productie van biodiesel. Voorbeelden (afgezien van verbranding van glycerolafval):

Productie van waterstofgas 
Glycerine-acetaat is een potentieel brandstofadditief.
Glycerol is een van de meest gebruikte additieven voor thermoplastisch zetmeel.
Conversie naar propyleenglycol
Conversie naar acroleïne
Conversie naar ethanol
Conversie naar epichloorhydrine, een grondstof voor epoxyharsen

Metabolisme

Glycerol is een voorloper voor de synthese van triacylglycerolen en van fosfolipiden in de lever en het vetweefsel. Wanneer het lichaam opgeslagen vet als energiebron gebruikt, komen glycerol en vetzuren vrij in de bloedbaan.

Glycerol wordt voornamelijk in de lever gemetaboliseerd. Glycerol-injecties kunnen worden gebruikt als een eenvoudige test voor leverschade, omdat de opnamesnelheid door de lever wordt beschouwd als een nauwkeurige maatstaf voor de gezondheid van de lever. De metabolisatie van glycerol wordt verminderd bij zowel cirrose als leververvetting.

Bloedglycerolspiegels zijn zeer hoog tijdens diabetes en wordt verondersteld de oorzaak te zijn van verminderde vruchtbaarheid bij patiënten die lijden aan diabetes en het metabool syndroom. Bloedglycerolwaarden bij diabetespatiënten zijn gemiddeld driemaal hoger dan bij gezonde controles. Directe Glycerol-behandeling van testes bleek een significante vermindering van het aantal zaadcellen op lange termijn te veroorzaken. Verdere testen op dit onderwerp werden stopgezet vanwege de onverwachte resultaten, omdat dit niet het doel van het experiment was.

Circulerende glycerol glycateert eiwitten niet zoals glucose of fructose, en leidt niet tot de vorming van geavanceerde glycatie-eindproducten (AGE's). In sommige Organismen kan de glycerolcomponent rechtstreeks de glycolyseroute binnendringen en dus energie leveren voor het cellulaire metabolisme (of mogelijk worden omgezet in glucose door gluconeogenese).

Het enzym glycerol kinase is voornamelijk aanwezig in de lever en de nieren, maar ook in andere lichaamsweefsels, waaronder spieren en hersenen. In vetweefsel wordt glycerol 3-fosfaat verkregen uit dihydroxyacetonfosfaat (DHAP) met het enzym glycerol-3-fosfaatdehydrogenase.

Glycerol heeft bij inname een zeer lage toxiciteit; de LD50 orale dosis voor ratten is 12600 mg / kg en 8700 mg / kg voor muizen. Het lijkt geen toxiciteit te veroorzaken bij inademing, hoewel veranderingen in celrijpheid voorkwamen in kleine delen van de longen bij dieren onder de hoogste gemeten dosis. Een subchronisch onderzoek van 90 dagen naar neusinhalatie bij Sprague-Dawley (SD) ratten blootgesteld aan 0,03, 0,16 en 0,66 mg / l glycerine (per liter lucht) gedurende 6 uur ononderbroken sessies, toonde geen andere behandelingsgerelateerde toxiciteit aan dan minimale metaplasie van de epitheelvoering aan de basis van de epiglottis bij ratten blootgesteld aan 0,66 mg / l glycerine