В етикетите на хранителните стоки понякога се открива добавката Е421. Под този номер се крие манитол - подсладител в хранителната индустрия, който освен това се използва и като лекарство във фармакологията.
Общо описание на манитол
Това вещество е активен диуретик и физически стабилен подсладител и лекарство. Това означава, че организмът не може да го превръща в междинен продукт при химичните процеси като метоболизма, затова той навлиза като чуждо вещество, способно да разгради собствените вещества чрез десимилация. Не се абсорбира и поради това е диуретик със слабително действие. Ето какво трябва да се знае при употребата на манитол или Е421.
Дефиниране на манитол
Манитолът по определение е шествъглеродна, линейна, проста захар, която се матаболизира съвсем леко от тялото и основно се изхвърля от бъбреците при интравенозно приложение. При прием през устата се абсорбира слабо.
Манитолът се класифицира като захарен алкохол, което значи че може да се получи от захар чрез редукция. Други захарни алкохоли са ксилитолът и сорбитолът. Манитолът и сорбитолът са изомери, като единствена разлика при тях е ориентацията на хидроксилната група при въглерод 2.
Този захарен алкохол притежава 50 до 70 % от сладостта на захарта, което означава, че има нужда от повече количество от него, за да придаде същата сладост, каквато дава захарта.
Откриването на манитола е дело на Джоузеф Луис Пруст и това е станало през 1806 година. След откритието му е използван и включен в списъка на основните лекарства на СЗО.
Интересна подробност е, че първоначалното му название е манна, защото се е предполагало, че има силна прилика с едноименната библейска храна.
Световната антидопингова агенция го е включила в списъка на забранените вещества, защото се смята, че може да прикрива използването на други лекарства. Без съмнение това е едно противоречиво вещество, имайки предвид множеството предупреждения и забрани, които вървят с него, и предвид широкото му приложение в лекарствената и хранителната индустрия, а и в други сфери.
Производство на манитол
Производството на манитол може да става по няколко начина.
Индустриален синтез
Манитолът обичайно се произвежда чрез хидрогениране на фруктоза, образувана от нишесте или захароза, тоест обикновената трапезна захар. Нишестето е по-евтиния източник на захарозата, но процесът е много по-сложен.
Крайният продукт е сироп със следното съдържание:
- 42 % фруктоза;
- 52 % глюкоза;
- 6 % малтоза;
На практика захарозата се хидролизира в захарен сироп с 50 % фруктоза. Сиропът се пречиства, за да се увеличи съдържанието на фруктоза до 90-95 процента.
Следващата стъпка е хидрогениране на фруктозата върху никелов катализатор в смес от изомери сорбитол и манитол. Добивът е 50 % на 50 %, макар че често добивът на манитол е малко повече.
Биосинтез
Манитолът е една от най-изобилните молекули за съхранение на енергията и въглерода в природата, които се произвеждат от много организма, включително дрожди, бактерии, гъбички, водорасли, лишеи и други. Процесът на ферментация на микроорганизми в естествени условия е алтернативата на индустриалния синтез.
Метаболитното превръщане на фруктозата в манитол, е известно като цикъл на манитола при гъбите. Открит е и при вид червени водорасли и се предполага, че е възможен и при други организми.
Клас млечнокисели бактерии превръщат 3 или 2 молекули фруктоза и 1 молекула глюкоза в 2 молекули манитол и по 1 молекула млечна киселина, оцетна киселина и въглероден диоксид.
Сиропи от изходни суровини със средни до големи количества фруктоза като сок от ябълки произвеждат до 200 грама манитол от 1 литър изходна суровина. Когато се използват хранителни щамове на някои от тези микроорганизми, манитолът е директно приложим към храната и няма нужда от допълнителна преработка.
Естествено извличане на манитол
Тъй като манитолът е в голямо разнообразие от продукти в природата, основно в почти всички видове растения, той може да бъде извлечен директно от тях чрез химически или биологичен синтез. В Китай най-често извличат манитол от морски водорасли и това е предпочитан метод при тях. В морските водорасли той е 20%, докато в чинара примерно е 90%.
Традиционното извличане става чрез екстракция, като се използват етанол, вода и метанол за пара и след това хидролиза на суровия материал. Метанолът се прекристализира от екстракта като това дава добив около 18 процента от състава на изходния продукт.
Приложение на манитол в медицината
Медицинската употреба на манитол включва използването му в таблетки, разтвори, инфузии и за инхалация. Най-често се употребява за предотвратяване на остра бъбречна недостатъчност поради кръвозагуба и дехидратация, изгаряне, шок или операция.
Използва се и в офталмологията за намаляване натиска в очите, а също и в мозъчното налягане. При натравяне пречиства и елиминира отровата.
Използва се и при образни изследвания на стомашно- чревния тракт.
Полезно лекарство е при муковисцидоза, ХОББ и други. Втечнява слузта, отстранява секрета и прочиства бронхите. Използва се и като диуретик.
Приложение на манитол в храната
Манитолът повишава кръвната глюкоза по-слабо от захаразота и затова се използва като подсладител за хора с диабет, както и в дъвките.
Въпреки че има по-висока топлина на разтваряне от други захарни алкохоли, манитолът има ниска разтворимост, но вече разтворен има силен охлаждащ ефект. Не поема много вода и всичко това го прави подходящ за приложение в бонбони, дъвки, сушени плодове и други. Приятният му вкус го прави популярна съставка в таблетки за дъвчене.
Приложение на манитол в химията
Манитолът се използва за образуване на комплекс с борна киселина. Това засилва нейната киселинна сила и това засилва прецизността в нейния обемен анализ.
Основна съставка е също в манитоловия солен агар, като режещ агент в лекарствата.
Противопоказания за използване на манитол
Манитолът е противопоказен за болни с анурия, тежка хиповолемия, при белодробна съдова конгестия или белодробен оток. Не бива да се употребява пир синдрома на раздразненето дебело черво, при активно вътрешночерепно кървене.
Неблагоприятните ефекти водят до метаболитна ацидоза.
При самата употреба трябва да се вземат предвид начините за поглъщане. При прием на таблетки активната съставка влияе на минералния и течния баланс. Съществува опасност от дехидратация. При използване с дифузер пък може да възникне пренасищане с течност и оттам да се създаде сърдечен проблем. Кашлица, главоболие и дискомфорт са нежелани ефекти при дифузия.
При свръх чувствителност реакциите са тежки като шок, обърканост, виене на свят, повръщане, гъбички в устата, болки в ушите, акне, пневмония, сърбежи и други. Затова активната съставка винаги трябва да се приема строго според указанията, както да се следят и лабораторните стойности в процеса на употреба.
