مانیتول
الکلهای قند بر سلامت دهان و دندان و قند خون تاثیر مثبت دارند. مانند اکثر الکلهای قند، مانیتول نه به شیرینی قند معمولی است و نه به اندازه قند معمولی کالری دارد. قندی است که گلوکز خون را به میزان کمتری نسبت به سایر قندها مانند ساکارز افزایش میدهد؛ بنابراین شاخص گلیسمی نسبتاً پایینی دارد و به عنوان یک شیرین کننده برای در فرمولاسیون رژیم غذایی و داروهای افراد مبتلا به دیابت و در آدامس استفاده میشود. در هر گرم حدود 60 درصد کالری کمتری از شکر دارد (1.6 کالری برای مانیتول در مقایسه با 4 کالری برای شکر). منابع طبیعی استخراج مانیتول (E421) عبارت هستند از:
- قارچ
- جلبکهای قهوهای
- پوست درختان
- بیشتر میوهها (مانند هندوانه، هلو، آلو، گلابی)
- سبزیجات (مانند کرفس، نخود، زیتون، پیاز و کدو تنبل)
شیمی مانتیتول
از نظر شیمیایی، مانیتول یک الکل قند یا یک پلی اُل است و با زایلیتول و سوربیتول ایزومر است. مانیتول طی واکنش کاهشی (احیا) از قند مانوز به دست میآید. مانیتول یک قند شش کربنه، خطی و ساده است. مانیتول در محلولهای آبی یون هیدروژن آزاد میکندکه باعث اسیدی شدن محلول میشود؛ به همین دلیل، اضافه کردن مادهای برای تنظیم pH محلول، مانند بی کربنات سدیم، غیر معمول نیست. مانیتول اسمولالیته (غلظت املاح) پلاسمای خون را افزایش میدهد و این فشار اسمزی باعث تولید ادرار میشود.
- فورمول مولکولی: C6H14O6
- جرم مولی: 17 گرم بر مول
- حلالیت: محلول در آب، کمی در اتانول، کمی در DMSO
- نقطه ذوب: 166 تا 168 درج سانتیگراد
- چگالی: 52 g/cm³
- پودر سفید رنگ
- دمای نگهداری و انبار: 2 تا 8 درجه سانتیگراد
- قابلیت جذب رطوبت بسیار پایینی دارد و تا زمانی که سطح رطوبت به میزان 98 درصد نرسد، رطوبت را از هوا جذب نمیکند.
کاربردهای مانیتول در صنایع غذایی
مانیتول به محصولات غذایی، طعم شیرین، بافت مطلوب و احساس خنک کنندگی میدهد. همچنین به دلیل جذب آب پایینی که دارد به عنوان یک عامل ضد کلوخه (آنتی کیک) در محصولا پودری کارکرد موثری دارد. مانیتول را میتوان به عنوان تثبیت کننده در محصولات لبنی استفاده کرد. رایجترین کاربرد مانیتول در صنعت تولید آدامس است: بر خلاف سوربیتول، مانیتول رطوبت را به خود جذب نمیکند؛ بنابراین هم به عنوان شیرین کننده استفاده میشود و هم باعث میشود آدامس به تجهیزات و لفافهای تولیدی و گرد و غبار نچسبد. مانیتول همچنین به دلیل دمای ذوب بالا و حفظ رنگ در دماهای بالا، افزودنی مفیدی در فرآوری پوشش شکلات، بستنی و شیرینی است. هنگامی که مانیتول به طور کامل در یک محصول حل میشود، پتانسیل این را دارد که یک اثر خنک کننده قوی ایجاد کند. اما حلالیت نسبتاً کم آن باعث کاهش اثر خنک کنندگی معمولاً در آب نباتها و آدامسهای نعناع میشود.
کاربردهای مانیتول در صنایع شیمیایی
کمپلکس اسید بوریک با مانیتول در تولید خازنهای الکترولیتی خشک استفاده میشود. مانیتول به طور گسترده برای تولید رزینها و سورفکتانتها استفاده میشود.
کاربردهای مانیتول در صنایع دارویی
- داروهای فاقد قند
مانیتول به عنوان یک ماده کمکی در فرمولاسیونهای دارویی استفاده میشود. میتوان آن را به عنوان یک عامل حجم دهنده، رقیق کننده یا پرکننده در قرصها، کپسولها و سایر اشکال دوز جامد استفاده کرد. محتوای کالری پایین آن برای استفاده در فرمولاسیونهای بدون قند و کم کالری مناسب است.
- عروق خونی و مجاری ادراری
مانیتول معمولا برای افزایش تولید ادرار استفاده میشود. همچنین برای درمان یا پیشگیری از بیماریهای ناشی از افزایش مایعات بدن (مانند ادم مغزی، گلوکوم، نارسایی کلیه) استفاده میشود. مانیتول به طور مکرر همراه با سایر ادرار آورها (مانند فوروزماید، کلروتیازید) تجویز میشود. مانیتول در بسیاری از انواع جراحی برای پیشگیری از نارسایی کلیه و کاهش ادم چشم و مغز استفاده میشود. همچنین مانیتول هگزانیترات یک گشادکننده عروق است که در درمان فشار خون بالا به کار میرود.
- دهان و دندان
برخی باکتریها که قندها و نشاستهها را تجزیه میکنند، اسیدهایی آزاد میکنند که میتوانند منجر به ایجاد حفره یا فرسایش مینای دندان شوند. مانند سایر الکلهای قندی، مانیتول در برابر عمل متابولیسم باکتریهای دهان مقاوم است. این مزیت سلامت دهان و دندان مانیتول و سایر الکلهای قندی توسط سازمانهای بهداشتی مختلف در سراسر جهان به رسمیت شناخته شده است. به دلیل خواص مطلوب، مانیتول معمولاً در فرمولاسیون دارویی قرصهای جویدنی و پودرهای دانهبندی شده استفاده میشود.
تولید صنعتی مانیتول
مانیتول در حال حاضر با هیدروژناسیون کاتالیزوری فروکتوز با استفاده از کاتالیزور نیکل و گاز هیدروژن تولید میشود. این هیدروژناسیون باعث تولید مانیتول و همچنین ایزومر آن (سوربیتول) در مقادیر مساوی میشود که به دلیل گزینش پذیری ضعیف کاتالیزور نیکل استفاده است. تولید مانیتول از طریق تخمیر از قارچ و جلبک بسیار وسوسه برانگیز است، اما بازده و بهرهوری آن برای رقابت با فرآیند هیدروژناسیون شیمیایی بسیار کم است. اخیراً، فرآیند تخمیر جدیدی برای تولید مانیتول توسعه یافته است. این فرآیند از قابلیت L. mesenteroides برای تبدیل فروکتوز به مانیتول استفاده میکند. تعدادی از باکتریهای اسید لاکتیک همو و هتروفرمنتاتیو (LAB)، مخمرها و قارچهای رشتهای برای تولید مانیتول شناخته شدهاند. به طور خاص، چندین باکتری LAB هتروفرمنتیو برای تولید مانیتول از فروکتوز عالی هستند.
