تولید و عملکرد سوربیتول Sorbitol

Applications of Sorbitol

سوربیتول چیست ؟

حتما تا کنون بر روی محصولاتی که خریداری کرده اید با برچسب بدون قند مواجه گشته اید. این محصولات معمولا دارای شیرین کننده هایی مانند سوربیتول می باشند که به عنوان جایگزین شکر در این محصولات مورد استفاده قرار می گیرند سوربیتول نوعی کربوهیدرات با نام الکل قند Sugar alcohol و یا پلی ال می باشد که مقدار کالری این ماده حدود یک سوم شکر است اما چیزی حدود 60 درصد خاصیت شیرین سازی ای بیشتری دارد . سوربیتول به دو صورت سوربیتول پودری و سوربیتول مایع در بازار وجود دارد که فرم مایع در مقایسه با نوع پودری بیشتر استفاده می شود. در ادامه با این ماده بیشتر آشنا خواهید شد.

تاریخچه سوربیتول

سوربیتول نوعی کربوهیدرات است که الکل قندی یا پلی ال نامیده می شود. سوربیتول تقریباً یک سوم، کالری کمتری از قند دارد و 60 درصد شیرین است. به طور طبیعی در انواع توت ها و میوه ها (به عنوان مثال سیب و توت سیاه) وجود دارد. همچنین به صورت تجاری تولید می شود و متداول ترین پلیول در ایالات متحده است. ایمنی سوربیتول توسط مقامات بهداشت جهانی تأیید شده است. سوربیتول خوراکی ، اگر به مقدار زیاد خورده شود ، می تواند باعث ناراحتی دستگاه گوارش شود. سوربیتول به انگلیس Sore-bih-tall تلفظ می شود نوعی کربوهیدرات به نام الکل قند یا پلیول است که ترکیبات محلول در آب هستند و به طور طبیعی در بسیاری از میوه ها و سبزیجات وجود دارند. سوربیتول همچنین برای تهیه شیرینی جهت بافت بهتر و نگهداری رطوبت استفاده می شود. از گلوکز نیز برای استفاده در غذاها و نوشیدنی های بسته بندی شده که به صورت تجاری تولید می شود استفاده می شود. ایمنی سوربیتول توسط مقامات بهداشتی در سراسر جهان ، از جمله سازمان بهداشت جهانی ، اتحادیه اروپا و کشورهای استرالیا ، کانادا و ژاپن بررسی و تأیید شده است. سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) نیز سوربیتول را بی خطر می داند. در حالی که ایمنی سوربیتول و سایر الکلهای قندی کاملاً مستند است ، برخی از الکلهای قندی در صورت مصرف زیاد ، باعث ناراحتی دستگاه گوارش می شوند ، از جمله گاز ، نفخ و اسهال. در نتیجه ، غذاهایی که حاوی الکلهای قندی سوربیتول یا مانیتول هستند باید در مورد اثرات ملین احتمالی هشداری روی برچسب آنها داشته باشند. مانند اکثر الکلهای قند، سوربیتول به اندازه شکر کالری و شیرینی ندارد. اما سهم سوربیتول در سلامتی فراتر از کالری است. مطالعات مربوط به متابولیسم سوربیتول به دهه 1920 برمی گردد ، زمانی که محققان آزمایش سوربیتول را به عنوان یک جایگزین بالقوه کربوهیدرات در افراد دیابتی آغاز کردند. از آن زمان ، فواید الکل های قندی و نحوه استفاده بدن از آنها بهتر درک شده است.

خواص شیمیایی و فیزیکی سوربیتول (نام لاتین: Sorbitol، D.sorbitol، Hexitol)

سوربیتول با فرمول مولکولی C۶H۱۴O۶ و جرم مولی ۱۸۲,۱۷ گرم بر مول می‌باشد. نقطه‌ی ذوب و جوش آن به ترتیب برابر ۹۵ و ۲۹۶ درجه‌ی سلیسیوس است. چگالی آن ۱.۴۸۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب بوده و فرمول باز آن به فرم زیر است:

CH۲OH-HCOH-HCOH-HCOH-HCOH-CH۲OH

در واقع سوربیتول یک قند الکلی (Sugar alcohol) است که در حالت عادی به صورت پودر کریستالی سفید یافت می شود و دارای ۶ الکل با ۶ گروه هیدروکسیل می‌باشد. این قند الکلی جاذب رطوبت بوده و به آهستگی در بدن انسان متابولیزه می‌شود.

در خصوص مزه‌ی آن باید گفت که میزان شیرینی سوربیتول بین ۵۰ تا ۶۰ درجه بوده و میزان شیرینی آن برابر ۵۰ % ساکاروز است .

شربت سوربیتول در برابر حرارت‌های بالا مقاوم بوده و کریستالیزه نمی‌شود. دمای ویسکوزیته‌ی شربت آن در غلظت ۷۰ درصدی ماده‌ی خشک برابر ۱۸۰MPa.s بوده که در شربت‌های فاقد کریستال حداکثر ویسکوزیته‌ی آن به ۲۲۰MPa.s می‌رسد. در حالت پودری نیز دارای فعالیت آبی نسبتا کمی است. نقطه ذوب سوربیتول از ۸۹ تا ۱۰۱ درجه سانتی گراد متغیر است.

مایع شربتی آن زلال، کمرنگ با مزه‌ی شیرین و فاقد بو و طعم خاصی می‌باشد. ضریب شکست آن در دمای ۲۰ درجه‌ی سلسیوس بین ۴۵۵,۱ تا ۴۶۵.۱ است.

در ساختار این ماده هیچگونه گروه کربونیلی ای ندارد و بیش از یک گروه هیدروکسیل در آن مشاهده می گردد. بنابراین سوربیتول را جز خانواده ی پلی ال ها تقسیم بندی می نمایند. پروپیلن گلیکول، گلیسیرین و بسیاری از الکل های دیگر نیز به دلیل همین خاصیت جز خانواده ی پلی ال ها می باشند و شامل حال این تقسیم بندی می گردند.

به عنوان ایزومر مانیتول نیز شناخته می شود.

سوربیتول در آب، گلیسیرین، پروپیلن گلیکول به مقدار زیاد و در متانول، اتانول، استیک اسید، فنول و استامید به مقدار کم حل می شود. این ماده به جز موارد ذکر شده در اغلب حلال های آلی انحلال ناپذیر است.

ساختار مولکولی سوربیتول

سوربیتول قابلیت انحلال پذیری زیادی در آب دارد و به مقدار اندک نیز در اتانول حل می گردد.sorbitol با نام های دیگری از قبیل گلوسیتول (Glucitol ) و سوربیلاکس ( Sorbilax) نیز شناخته می شود.

سوربیتول دارای چیزی حدود 60 درصد قند و کمتر از 30 درصد کالری می باشد (2.6 کالری در هر گرم که در مقایسه با شکر( 4 کالری در هر گرم ) بسیار ناچیز است. همین امر موجب جایگزینی این ماده با شکر در بعضی محصولات غذایی شده است).

این ماده سمی نبوده و خاصیت اشتعال زایی ندارد.

تولید سوربیتول

سوربیتول را به وسیله‌ی احیای الکتروشیمیایی تهیه می‌کنند اما برای ساخت توده‌ی سوربیتول، آن را از طریق هیدروژناسیون کاتالیکی گلوکز می‌سازند.

سوربیتول به صورت تجاری از احیای گلوکز حاصل شده و از آنجایی که در بسیاری از میوه‌ها و سبزیجات وجود دارد، از طریق کاهش گلوکز و جابجایی بین گروه کربوکسیل و آلدهید، درصد بالایی از آن در بدن هضم و جذب شده و مابقی دفع می‌شود.

به منظور جداسازي سويه مخمري توليد کننده سوربيتول از محيط کشت حاوي 40 درصد گلوکز و 1 درصد عصاره مخمر استفاده گرديد. پس از شناسايي مخمر با استفاده از تعيين توالي ژنITS ، چگونگي تخمير و توليد سوربيتول از سوکروز مورد مطالعه قرار گرفت. سوربيتول توليد شده با روش هاي آناليزي کروماتوگرافي لايه نازک، رنگ سنجي و کيت مگازايم مورد مطالعه کيفي و کمي قرار گرفت.

يافته ها: سويه مخمري توليد کننده سوربيتول، از گرده گل پنيرک جداسازي شد و به عنوان دبرومايسس هانسنئي شناسايي گرديد. اين سويه مخمري در محيط حاوي 150 گرم بر ليتر سوکروز، پس از پنج روز ميزان 5.23 گرم بر ليتر سوربيتول توليد نمود.

این شیرین کننده را می توان از واکنش کاهش گلوکز تولید کرد. که در طی آن, گروه آلدهید به گروه هیدروکسیل تبدیل می شود. این واکنش نیاز به NADH به عنوان کاتالیزگر دارد. کاربرد اصلی این ترکیب در تهیه ی اسید اسکوربیک (ویتامین C) و فعال کننده های سطح است. این ماده در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی نیز کاربرد دارد.برای تهیه ی این ترکیب محلول 50 درصد دکستروز را توسط آب تقطیر شده گرم تهیه می کنند.

سپس یک پارت از پودر نیکل کاملا آسیاب شده و 4 پارت خاک رس را توسط مخلوط کن با محلول مذکور مخلوط می نمایند. مایع آبکی به دست آمده را به داخل راکتور پیوسته ی تحت فشار 100-125 اتمسفر منتقل می کنند. گاز هیدروژن متراکم تحت فشار تقریبی 175 اتمسفر در داخل راکتور قرار دارد. درجه حرارت واکنش ممکن است بین 120-210 درجه سانتی گراد متغیر باشد. زمان واکنش حدود 1 تا 2 دقیقه می باشد. محصول راکتور را به مرحله ی شست و شو انتقال می دهند و هیدروژن اضافی جهت فشرده شدن مجدد، دوباره به جریان می افتد. مایع آبکی خارج شده از راکتور را فیلتر می کنند و کاتالیست جدا شده جهت مصرف دوباره مجددا اصلاح و احیا می شود.

محلول فیلتر شده را از میان رزین های یونی (آنیونی و کاتیونی) عبور می دهند تا کاتیون ها و آنیون های فلزی به ترتیب جذب شوند. محلولی که این چنین به دست می آید خالص شده و به وسیله ی کربن فعال رنگبری و متعاقبا فیلتر می نمایند. در نهایت محلول به دست آمده توسط یک تبخیر کننده در درجه ی حرارت 95 درجه ی سانتی گراد تغلیظ نموده و به سوربیتول 70 درصد تبدیل می نمایند.

سوربیتول به صورت طبیعی در میوه‌ها و سبزیجات وجود دارد.

سنتز سوربیتول:

سوربیتول را می توان از طریق واکنش اکسایش گلوکز سنتز کرد. در این روش گروه آلدهیدی به گروه هیدروکسیل تبدیل می شود. این واکنش در حضور NADH و با استفاده از آلدوز ردوکتاز به عنوان کاتالیست انجام می شود. واکنش اکسایش گلوکز اولین مرحله از یک واکنش متابولیسمی دو مرحله ای به نام مسیر پلی اُل است. همچنین از طریق هیدروژن زدایی گلوکز نوع d می توان سوربیتول نوع d را سنتز کرد. در صورتی که واکنش گلوکز با هیدروژن در آب تحت فشار ۲۰۰ اتمسفر و دمای ۱۲۰ درجه سانتی گراد و به مدت ۱ ساعت انجام بپذیرد، بازده واکنش ۱۰۰ درصد خواهد بود.

کاربرد سوربیتول در تولید مواد غذایی

خاصيت شيرين کنندگي و محلوليت بالاي آن موجب شده تا از اين پلي-اُل در صنايع غذايي به عنوان يک پيش ماده در توليد بسياري از محصولات غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از همین رو استفاده از آن در صنایع شکلات سازی آن هم از نوع تخته‌ای که مصرف دارویی دارند، بسیار مهم است.

با توجه به خواص ذاتی و خواص پزشکی این ماده ، مسلما کاربرد اصلی این ماده برای تولید مواد غذایی کم قند نیز می‌باشد.

از این محصول به عنوان شیرین کننده در انواع شکلات ها، آبنبات ها ، پاستیل ها، کیک و کلوچه، شکلات‌های رژیمی بدون قند، نبات‌های سخت یا قندهای سخت، آدامس‌های کم شیرین و… نیز به وفور استفاده می شود. علاوه بر موارد فوق از این ماده در کلوچه و مواد غذایی با رطوبت کم همانند کره بادام زمینی، برای حفظ رطوبت استفاده می شود.

کاربردهای دارویی سوربیتول

سوربیتول در سوسپانسیون‌ها، امولوسیون‌ها و کرم‌ها اثر تثبیتی داشته و جذب و از دست دادن آب را کنترل می‌کند. از آنجایی که این ماده خاصیت فاسد نشدنی دارد، در تولید شربت‌ها از آن استفاده می‌شود و با توجه به خاصیت شکل پذیری، در تولید کپسول‌های ژلاتینی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای تولید قرص سوربیتول می‌توانند پودر آن را فشرده کرده و این قرص می‌تواند به سرعت در آب حل شود. از آنجایی که این ماده به سرعت رطوبت را جذب می کند، در نتیجه باید قرص‌های آن را در شرایط نسبتا خشک نگهداری کنند.

از جمله کاربردهای معروف دارویی سوربیتول می‌توان به کارگیری آن‌ها در خمیردندان و روغن‌های مو و پوست را نام برد.

در خصوص خاصیت جذب رطوبت نیز، سوربیتول نقش مناسبی در خمیردندان و روغن‌های مو و پوست ایفا می‌کند. برای تولید خمیردندان‌ها نیز می‌توان خاصیت فاسد نشدن و طعم دهنده‌ی شیرین آن را نام برد. سوربیتول بیشتر در روغن‌های مو و اکثر مواد چرب به کار برده می‌شود. با توجه به خاصیت پایدارکنندگی آن نیز، بیشتر در امولوسیون‌ها و سوسپانسیون‌ها کاربرد دارد.

کاربردهای پزشکی سوربیتول

در شیرین سازی شربت های دارویی مانند شربت ضد سرفه از سوربیتول کمک می گیرند. در کاربری های پزشکی از سوربیتول به صورت مایع در تولید داروهای ضد یبوست استفاده می کنند.

بعد از مصرف مواد قندی، مقدار گلوکز و گالاکتوزی که از طریق دهان وارد بدن می‌شود، باعث افزایش قند خون می‌گردند. سپس انسولین تولید شده و در ابتدا، مونوساکارید‌ها در کبد مورد سوخت و ساز قرار گرفته و به طور مستقیم به حالت انسولین آزاد یا گلوکز اثر ندارند.

در خصوص توصیه‌های پزشکی نیز باید گفت که مصرف قندهایی نظیر گلوکز، گالاکتوز، لاکتوز، مالتوز، شیرین کننده‌های فاسد ناپذیر و سوربیتول نسبت به ساکارز، منع استفاده برای افراد دیابتی دارند.

تشکیل اسیدلاکتیک حاصل از این ماده به طور قابل توجهی کمتر بوده و باعث کاهش فوق العاده‌ی PH مینای دندان می‌گردد. در نتیجه مقدار آن پایین تر از حد بحرانی برای پوسیدگی می‌باشد.

سوربیتول و لاغری: الکل های شیرین در بعضی از افراد می توانند بسیار مفید باشند. این مواد به دلیل میزان کم کالری تولیدی توسط آن ها در افراد چاق موجب کاهش وزن می گردد. این محصول در رژیمهای لاغری گوناگونی مانند اتکینز، پالو و کتو نقش به سزایی دارد

سوربیتول و دیابت: به دلیل شاخص قند پایینی که در sorbitol وجود دارد، می توان آن را برای افراد دیابتیک مفید دانست.

سلامت دهان: نشان داده شده است که الکلهای قند، از جمله سوربیتول، از چندین طریق برای سلامت دهان مفید است ، در درجه اول به دلیل غیرکاریوژنیک بودن است. الکل قندهایی مانند زایلیتول و اریترول مانع از رشد باکتری های دهان که سبب پوسیدگی دندان ها می گردند می شود. با این که میزان مقاومت سوربیتول در برابر رشد باکتری ها به اندازه ی سایر الکل قند ها نمی باشد اما میزان پوسیدگی دندان در اثر مصرف این ماده نسبت به شکر بسیار اندک است. بنابراین طبق یافته های بالا سازمان غذا و داروی آمریکا FDA این محصول و سایر الکل قند ها را جز مواد مفید برای سلامتی دهان و دندان طبقه بندی می نماید.

خاصیت ضد یبوست: همانطور که در بالا نیز ذکر شد سوربیتول می تواند با رساندن آب به روده ها ، به عنوان یک ملین عمل نماید.

سوربیتول برای پوست: یکی از خواص بسیار مهم این ماده حفظ رطوبت است و همین امر باعث شده است که از آن در تولید مواد آرایشی بهداشتی و مراقبت شخصی به صورت گسترده ای استفاده شود.سوربیتول به کار گرفته شده در محصولات مراقبت شخصی ، وظیفه حفظ رطوبت پوست و جلوگیری از خشکی پوست را بر عهده دارد که به خوبی آن را انجام می دهد. از معمولترین کاربردهای این ترکیب می توان به استفاده در ساخت مرطوب کننده ها ، صابون حمام ، شوینده ها و پاک کننده ها اشاره کرد . جاذب رطوبت ماده ای است که قابلیت جذب رطوبت از محیط های مختلف مانند هوا را داشته و معمولا در ساختار مولکولی خود دارای چند گروه آبگریز است.

سوربیتول برای چاقی: همانگونه که پیشتر گفته شد سوربیتول در مواد غذایی به عنوان جایگزینی برای قند مورد استفاده قرار می گیرد ، 60% شیرینی ساکارز را دارد و یک سوم کمتر از ساکارز کالری دارد . افرادی که دارای اضافه وزن هستند ممکن است که از این ماده برای کاهش وزن استفاده کنند اما با این حال نیز هنوز در معرض ریسک قرار دارند . معلوم شده است که اگر این ماده را در مقادیر زیادی مصرف کرد می تواند باعث به وجود آمدن آثار ناخوشایندی شود.

سوربیتول و کاهش قند خون: همانند سایر الکل قند ها (به جز اریترول) محصول فوق نیز حاوی کالری به فرم کربوهیدرات می باشد.این ماده به آرامی و به صورت ناقص توسط روده ی کوچک جذب می شود. سپس باقی مانده ی این محصول به روده ی بزرگ می رود. در آنجا بازده متابولیسمی محصول پایین تر و مقدار کالری آزاد شده کمتر می باشد. به همبن دلیل مصرف این محصول در مقایسه با مصرف همین مقدار از شکر، ترشح انسولین را کاهش می دهد و در نتیجه باعث کاهش سطح گلوکز خون می شود

کاربردهای دیگر سوربیتول

البته سوربیتول در کاربردهای دیگری غیر از مواد غذایی نیز کاربرد دارد که از جمله‌ی آن‌ها با توجه به خواص آن می‌توان به کاربرد در تنباکو و کاغذ اشاره کرد.

یا از جمله کاربردهایی که علاوه بر موارد بالا ذکر شد، می‌توان به تفکیک یون‌های فلزی اشاره کرد. یا در موارد دیگر به علت گالوانیزاسیون در سیاه قلم آلومینیوم کاربرد دارد.

بسته بندی سوربیتول و شرایط نگهداری:

ماده ای از نظر شیمیایی نسبتاً غیر فعال، غیر خورنده، غیر فرار و غیر قابل اشتعال است و می توان برای مدت طولانی در هوای خنک از آن نگهداری کرد. این ماده اگرچه نسبت به تخمیر مقاوم است اما بهتر است برخی نگهدارنده ها به محلول آن اضافه شود. محلول این ماده را می توان در شیشه، پلاستیک، آلومینیوم و فولاد ضد زنگ نگهداری کرد.در خصوص بسته بندی این ماده نیز باید گفت که در بسته بندی‌های ۳۰۰ کیلوگرمی عرضه می‌شود و با توجه به خاصیت جذب رطوبت بالا، باید در انبارهای خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری گردد.

فروش سوربیتول 70درصد دارویی و خوراکی

شرکت نوین سپهر سانیار به عنوان یکی از با سابقه ترین شرکت های واردکننده و تامین کننده مواد شیمیایی سعی بر آن دارد تا بتواند مواد شیمیایی را با بهترین کیفیت، بهترین قیمت و کوتاه ترین زمان ممکن به مشتریان خود برساند. لطفا جهت خرید یا استعلام قیمت فروش سوربیتول مایع خوراکی/غذایی/دارویی به قسمت تماس با ما مراجعه فرمایید.