گلیسیرین یا E422

گلیسرین، معروف به نام‌های 1,2,3-Trihydroxypropane، Glycerol، یک نوع الکل قندی تری‌هیدروکسی است که در فرآیندهای متابولیک کربوهیدرات و لیپید نقش دارد. این ترکیب دارای فرمول مولکولی C3H8O3 یا CH2OH-CHOH-CH2OH و جرم مولکولی 92.094 g/mol است. به علاوه، گلیسرین دارای پیوندهای هیدروژنی (3 گروه هیدروکسیل) است و به سادگی با آب ترکیب می‌شود.

گلیسرین یک ماده شفاف و بی‌بو است که خواص چسبندگی و ویسکوزیته دارد. در شرایط گرما و با تأثیر مواد آبگیر، ممکن است آب را از دست دهد و به آلدئید دودی با بوی ناپسند تبدیل شود. ایجاد آکرولئین با این ویژگی‌ها می‌تواند به عنوان یک روش برای تشخیص گلیسرین مورد استفاده قرار گیرد. گلیسرین دارای 3 گروه هیدروکسیل است که موجب حلالیت آن در آب می‌شود. به عنوان مثال، شربت گلیسیرین حاوی 99.7٪ گلیسرول است.

گلیسرول یک ترکیب طبیعی است که در مواد غذایی وجود دارد و معمولاً به همراه اسیدهای چرب، که به عنوان تری‌گلیسریدها شناخته می‌شوند و از خانواده لیپیدها هستند، در بدن انسان یافت می‌شود. این تری‌گلیسریدها از گلیسرول و اسیدهای چرب تشکیل شده و در فرآیند هضم به گلیسرول و اسیدهای چرب تجزیه می‌شوند.

گلیسرول در طبیعت اغلب به صورت ترکیب با اسیدهای چرب یافت می‌شود و در تولید چربی‌ها نقش دارد. به عنوان مثال، یک مولکول گلیسرول می‌تواند با یک یا سه مولکول اسید چرب ترکیب شود و ترکیب‌هایی مانند مونو‌گلیسرید یا تری‌گلیسرید ایجاد کند، که در موادی مانند روغن‌های گیاهی و غیره یافت می‌شوند.

گلیسرول یا گلیسرین، همچنین با نام‌های دیگری نظیر پروپانتریول، 1،2،3-تری‌هیدروکسی پروپان و 1،2،3-پروپانتریول شناخته می‌شود. این ترکیب دارای گروه‌های هیدروکسیل (-OH) است که به اتم‌های کربن متصل هستند و به این دلیل در آب حل می‌شود. این گروه‌های هیدروکسیل همچنین مسئولیت نگهداشتن آب را در این ترکیب بر عهده دارند.

  • نام آیوپاک: پروپان – 1و2و3 تری ال
  • فرمول شیمیایی: C3H8O3
  • شکل ظاهری: مایع هیگروسکوپیک بی رنگ و بدون بو
  • دانسیته: 1.26 گرم بر سانتی متر مکعب
  • جرم مولکولی: 92.09382 گرم بر مول
  • نقطه جوش: 290 درجه سانتی گراد
  • نقطه ذوب: 17.8 درجه سانتی گراد
  • ویسکوزیته: 1.412 پاسکال ثانیه
  • حلالیت: محلول در آب و اتانول

انواع گلیسیرین

گلیسیرین گیاهی: در طول تولید صابون یا بیودیزل از روغن های گیاهی (روغن نخل، استارین خرما، روغن هسته خرما، روغن نارگیل، روغن سویا) تهیه می شود.

گلیسیرین حیوانی: یک محصول طبیعی که از چربی های حیوانی (مانند گاو چاق) تولید می شود.

گلیسیرین مصنوعی یا سنتزی: از قند نیشکر یا شربت ذرت یا پروپیلن (مشتقات نفتی) تولید می شود.

گلیسیرین، به دلیل استفاده‌های مختلف در صنایع مختلف، در سه گرید مختلف عرضه می‌شود:

  1. **گلیسیرین خام:** این نوع گلیسیرین معمولاً حاوی 40 تا 88 درصد گلیسرول می‌باشد و مقدار باقی‌مانده شامل متانول، آب، صابون و نمک است. گلیسیرین خام یک محصول جانبی طبیعی است که در فرآیند تولید بیودیزل، به ویژه در فرآیند ترانس استری‌شدن، تولید می‌شود.
  2. **گلیسیرین صنعتی:** این نوع گلیسیرین تصفیه شده با خلوص بالا حداقل 98 درصد و بی‌رنگ و شفاف می‌باشد. گلیسیرین صنعتی خالی از متانول، صابون، نمک و مواد خارجی دیگر است. دو دسته اصلی از گلیسیرین صنعتی وجود دارد: گلیسیرین صنعتی درجه یک که رنگی شفاف دارد و از کیفیت بالاتری برخوردار است و در صنایعی مانند رنگ و رزین استفاده می‌شود، و گلیسیرین صنعتی درجه دو که از پسماند کارخانه‌های صابون‌سازی به دست می‌آید. این نوع گلیسیرین کدر و کمی زرد است و به عنوان ماده‌ای در تولید ضدزنگ و رنگ‌های کدر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  3. **گلیسیرین دارویی (گلیسیرین بهداشتی):** این نوع گلیسیرین خلوص بالایی بیش از 99.5 درصد دارد و به منظور استفاده در صنایع داروسازی، مصارف آرایشی و بهداشتی، محصولات مراقبت شخصی و مواد غذایی تولید می‌شود.

تفاوت میان گلیسیرین و گلیسرول:

گلیسرول یک مولکول پلی ال (الکل چند قلویی) است که دارای طعم شیرین و بدون بو می‌باشد. این ترکیب به دلیل خصوصیت قطبیت بالای آن، در آب و دیگر حلال‌های قطبی حل می‌شود. همچنین، با ایجاد پیوند استر از طریق ترکیب گروه هیدروکسیل گلیسرول (OH) و گروه کربوکسیل اسیدهای چرب (COOH)، ترکیبات تری گلیسیرید تولید می‌شوند که در تهیه صابون‌ها به کار می‌روند. اصطلاح “گلیسیرین” معمولاً به محصولاتی اطلاق می‌شود که بیش از 95 درصد گلیسرول را در خود دارا هستند.

کاربرد غذایی گلیسرین:

  • این ماده شیرین مزه به عنوان شیرین کننده در صنایع غذایی کاربرد دارد و به دلیل توانایی بالا در جذب رطوبت، موجب حفظ کیفیت و نرمی بافت ماده غذایی(به عنوان مثال در کیک) می‌شود. گلیسیرین به عنوان یک افزودنی غذایی با شماره E422 نام گذاری شده است، همچنین در مشروبات الکلی و خمیر فوندانت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • به عنوان نگهدارنده، حلال یا شیرین کننده در غذا و نوشیدنی
  • به عنوان تثبیت کننده در بستنی
  • به عنوان مواد نرم کننده در کالاهای پخته شده
  • استفاده به جهت خشک کردن میوه ها و حفظ رطوبت میوه های تازه خشک شده و ممانعت از شکنندگی آن ها
  • گلیسیرین غذایی ممکن است به عنوان ماده‌ای مرطوب‌کننده، ضخیم‌کننده، حلال یا شیرین‌کننده به محصولات مختلف اضافه شود. این محصولات شامل مواد غذایی مانند لبنیات (مانند خامه)، محصولات کنسرو شده، شیرینی‌ها، مواد معطر، میوه‌های فرآوری شده، مربا، نوشیدنی‌های انرژی‌زا، و غذاهای دیگر هستند.

کاربرد دارویی گلیسرین:

  • در شربت و قرص سرما خوردگی، اکسپکتورانت، خمیر دندان و دهان شویه، کرم اصلاح و شیاف‌های گلیسرول (جهت درمان یبوست) استفاده می‌شود. همچنین برای کاهش فوری فشار چشم شدید مورد استفاده قرار می‌گیرد. به صورت قطره در گرفتگی گوش برای نرم کردن ترشحات سفت شده، در درمان آلرژیک ایمنوتراپی، آفت دهان و درمان زخم بریدگی‌های سطحی نیز استفاده می‌شود.به عنوان حلال رقیق کننده برای داروسازی و تولید داروهای سرفه، حلال های دارویی، سرم، واکسن و شیاف، به عنوان پر کننده فشار سنج به منظور تنظیم ارتعاشات خارجی برای لرزش مرطوب
  • داروی درمانی برای گرفتگی گوش و درمان زخم های دهانی مثل آفت
  • برای تولید محصولات بهداشتی نظیر لوسیون های پوستی، دهانشویه، خمیر دندان، صابون، کرم اصلاح (در واقع گلیسیرین بهداشتی برای پوست مفید است و جاذب رطوبت بوده و مانع خشکی پوست می شود.)
  • در علم پزشکی به عنوان یک ماده محافظ برای انجماد گلبول های قرمز، سلول های اسپرم، قرنیه چشم و سایر بافت های زنده
  • گلیسیرین برای مو و درمان موخوره مفید است، بنابراین در تهیه ماسک های مو از آن استفاده می شود.
  • به عنوان امولسیفایر در قرص ها، شربت ها در داروسازی کاربرد دارد.
  • برای تولید داروهای روان کننده، ورم یا ملین، به عنوان شیاف برای درمان یبوست استفاده می شود.
  • از گلیسیرین خوراکی، به عنوان یک دارو، برای کاهش فشار بالا در داخل چشم (گلوکوم) استفاده می شود.
  • به منظور بالا بردن ویسکوزیته مایعات در محصولات مختلف از جمله داروها
  • استفاده از گلیسرول به عنوان نگهدارنده قرص

کاربرد گلیسرین در صنایع آرایشی و بهداشتی:

گلیسرین در صنایع آرایشی و بهداشتی به عنوان یک ماده مؤثر استفاده می‌شود. به دلیل توانایی جذب و نگه‌داری رطوبت در پوست، به حفظ تعادل PH پوست کمک می‌کند و می‌تواند مشکلاتی نظیر لک‌های پوستی و خشکی را به حداقل برساند. این ویژگی‌های گلیسرین باعث می‌شود که از آن به عنوان یک ماده نرم‌کننده و تسکین‌دهنده پوست در تهیه محصولات آرایشی و بهداشتی، مانند لوسیون‌ها و کرم‌های بدن و صورت، استفاده شود.

بسیاری از محصولات آرایشی حاوی مواد شیمیایی ممکن است موجب تحریک پوست شوند، اما گلیسرین به عنوان یک راه حل طبیعی می‌تواند به تطهیر پوست کمک کند. از آن به عنوان یک پاک‌کننده طبیعی برای پوست استفاده می‌شود و از خواص ضد‌عفونی کننده نیز برخوردار است.

همچنین گلیسرین در محصولات آرایشی و بهداشتی برای مشکلات متعدد پوستی مؤثر است. از جمله موارد مصرف آن می‌توان به رفع چین و چروک‌های پوست، از بین‌بردن جای جوش، کمک به رفع آکنه، کاهش چاقی پوست، پیشگیری از ریزش مو، تقویت تارهای مو، مقابله با خشکی و وزی پوست، کاهش شوره مو، و بهبود رشد مو اشاره کرد. به همین دلیل گلیسرین به طور گسترده در صنعت صابون‌سازی و بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجایی که صابون‌ها معمولا دارای یک سر غیر قطبی و یک سر قطبی هستند، در بسیاری از موارد از گلیسیرین به عنوان سر غیر قطبی آنها استفاده می‌شود.

استفاده گلیسیرین در کشاورزی:

گلیسیرین جهت بهبود و درمان بذرها و نهال‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و میزان جوانه زنی را افزایش می دهد. علاوه بر این گلیسیرین قادر است شاخ و برگ‌‎ها را همانند نوعی گل ایرلندی و ادریس به صورت نرم و قابل انعطاف نگهداری کند.

استفاده از گلیسیرین در رنگ سازی:

گلیسیرین تصفیه شده درجه یک صنعتی به منظور رزین سازی (رزین آلکید) و رنگ سازی به کار می رود. همچنین از گلیسیرین درجه دو که از تصفیه پساب‌های کارخانجات صابون‌سازی به دست می‌آید و دارای رنگ زرد است، برای ساختن ضد زنگ و رنگ های کدر استفاده می‌شود. رنگ‌های روغنی با حل کردن رنگ دانه در ترکیبات گلیسیرین همانند استر گلیسیرین با اسیدهای چرب (لینولنیک و اسید اولئیک) تولید می‌شود.

کاربرد گلیسیرین به عنوان ضدیخ:

به علت پیوند قوی هیدروژنی بین مولکول‌های گلیسرول و آب، و پایین بودن دمای انجماد آن، گلیسیرین میتواند منجر به تاخیر در تشکیل یخ شود؛ بنابراین به علت پایین بودن دمای ذوب (حدود 37.8- درجه سلسیوس مربوط به محلوط 70% گلیسرول در آب) از آن به عنوان ضد یخ در روز های سرد زمستان در خودرو استفاده می شود. گلسیرول در آزمایشگاه در دمای زیر 0 درجه سانتی گراد برای واکنش‌های آنزیمی نگهداری می‌شود.

استفاده از گلیسیرین در صنایع نظامی:

از گلیسیرین در تهیه نیترو گلیسیرین که جز ماده اساسی مواد منفجره (دینامیت، ژلیگنیت و کوردیت) است؛ استفاده می‌شود.

کاربرد گلیسیرین در صنعت فیلم:

در هنگام تصویربرداری از صحنه‌هایی که حاوی آب است برای جلوگیری از خشک شدن سریع قطرات آب از گلیسیرین استفاده می‌شود.

کاربرد گلیسیرین در روغن کاری ابزارآلات:

برای جلوگیری از سایش زودرس و آسیب رسیدن به چرخ دنده‌های داخلی، گلیسیرین را در فضای خالی ابزالات ریخته می‌شود و این سبب طول عمر و عملکرد بهتر ابزار الات می‌شود.

نکات ایمنی گلیسیرین و نکات استفاده از آن:

  • این ماده غیر سمی بوده و جزو ترکیبات ایمن محسوب می شود.
  • گلیسیرین خاصیت اشتعال زایی ندارد.
  • بخارات سمی این ترکیب ممکن است تحریک کننده باشند.
  • گلیسیرین را در بشکه های فلزی و در محل های خشک و خنک نگهداری کنید.
  • استفاده بیش از حد از گلیسیرین ممکن است موجب خشکی و دهیدراته شدن پوست و به دنبال آن ایجاد عفونت و آکنه شود.
  • در برخی موارد ممکن است منجر به ایجاد حساسیت و آلرژی شده و علائمی همچون قرمزی، خارش و کهیر بروز پیدا کند.

تاریخچه گلیسیرین:

تولید گلیسیرین برای اولین بار در سال 1779 میلادی توسط شیل، شیمیست سوئدی رخ داد. وی از حرارت دادن روغن زیتون و مونو اکسید سرب، گلیسیرین را تهیه کرد. سپس در سال 1886 میلادی فرمول شیمیایی گلیسرول C3H5(OH)3 توسط دو دانشمند فرانسوی مارسلین بارتلت و لوکئا ارائه شد. تا سال 1948 میلادی، تمام گلیسرول به عنوان محصول جانبی در تهیه صابون از چربی ها و روغن های گیاهی و حیوانی به دست می آمد، اما سنتزهای صنعتی مبتنی بر پروپیلن یا قند درصد زیادی از تولید آن زمان را به خود اختصاص داده اند.