Mannitol – Všestranný cukerný alkohol s fascinujícími vlastnostmi
Mannitol, cukerný alkohol se šesti atomy uhlíku, je fascinující molekula s řadou zajímavých fyzikálně-chemických vlastností. V laboratorním světě a v různých průmyslových odvětvích nachází tato látka rozmanité aplikace. V tomto blogovém příspěvku se chceme podrobně zabývat mannitolem a jeho zvláštními vlastnostmi.
Molekulární struktura mannitolu
Mannitol patří do skupiny polyolů, také známých jako cukerné alkoholy. Tyto sloučeniny se vyznačují přítomností více hydroxylových skupin (-OH), které jsou vázány na atomy uhlíku. V případě mannitolu je to šest takových hydroxylových skupin, které jsou symetricky uspořádány kolem uhlíkového řetězce.
Chemický souhrnný vzorec mannitolu je C₆H₁₄O₆. Tato molekula má zajímavou vlastnost – existuje v několika stereoizomerních formách. Stereoizomerie znamená, že molekuly mohou mít stejný souhrnný vzorec, ale různé prostorové uspořádání atomů. V případě mannitolu existuje celkem osm možných stereoizomerů, z nichž pouze jeden představuje přirozeně se vyskytující formu.
Fyzikálně-chemické vlastnosti mannitolu
Mannitol je bílá krystalická pevná látka, která je stabilní při pokojové teplotě. Má mírně sladkou chuť a je dobře rozpustný ve vodě. Kromě toho se mannitol vyznačuje několika dalšími zajímavými vlastnostmi:
Bod tání a krystalová struktura
Bod tání mannitolu je 166-168°C. Tato molekula krystalizuje v monoklinické krystalové struktuře, což znamená, že krystaly mají asymetrické uspořádání atomů.
Optická aktivita
Mannitol je opticky aktivní molekula. To znamená, že je schopen otáčet rovinu polarizovaného světla. Přirozeně se vyskytující forma mannitolu je pravotočivá, tedy [α]D20 = +19,7°.
Hygroskopičnost
Mannitol je pouze mírně hygroskopický, tedy téměř nepřitahuje vodu. To je důležitá výhoda v aplikacích, kde je třeba se vyhnout vlhkosti.
Tepelná stabilita
Mannitol se vyznačuje vysokou tepelnou stabilitou. Rozkládá se až při teplotách nad 200°C, což jej činí vhodným pro mnoho aplikací.
Výskyt a získávání mannitolu
Mannitol se přirozeně vyskytuje v různých rostlinách, zejména v houbách, řasách a některých plodech jako jsou olivy, jablka a hrušky. V přírodě slouží organismům jako zásobní látka a osmoregulátor.
Pro průmyslové účely se však mannitol obvykle vyrábí synteticky. Nejprve se získá glukóza ze škrobu, která se pak katalyticky hydrogenuje na mannitol. Tento proces může probíhat buď heterogenní katalýzou s niklem, nebo enzymatickou katalýzou pomocí mikroorganismů.
Aplikace mannitolu
Díky svým rozmanitým vlastnostem se mannitol používá v mnoha oblastech. Některé důležité oblasti použití jsou:
Farmaceutický průmysl
Ve farmaceutickém průmyslu se mannitol používá jako plnivo, pojivo a korektor chuti v tabletách, kapslích a injekčních roztocích. Dále se používá jako diuretikum k léčbě otoků a ke snížení nitroočního tlaku.
Potravinářský průmysl
V potravinářském průmyslu slouží mannitol jako náhrada cukru, zvlhčující prostředek a stabilizátor. Používá se v cukrovinkách, pečivu, nápojích a doplňcích stravy.
Kosmetika
Mannitol nachází uplatnění také v kosmetickém průmyslu, například jako zvlhčující prostředek v krémech, pleťových vodách a šamponech.
Organická syntéza
V organické syntéze se mannitol používá jako výchozí látka pro výrobu různých chemických sloučenin. Příklady jsou syntéza sorbitolu, manózy nebo kyseliny askorbové.
Laboratorní aplikace
V laboratoři se mannitol díky svým vlastnostem používá různými způsoby, například jako pufrovací roztok, kryoprotektivum nebo stabilizátor pro enzymy a proteiny.
Závěr
Mannitol je fascinující molekula s řadou zajímavých vlastností. Od bodu tání přes optickou aktivitu až po tepelnou stabilitu nabízí tento cukerný alkohol mnoho výhod pro četné aplikace v průmyslu a výzkumu. Ať už ve farmacii, potravinářství nebo organické syntéze – mannitol je všestranná a cenná látka, která může uplatnit své silné stránky v mnoha oblastech.