一、產(chǎn)品概述
甘露醇(Mannitol)又稱D-甘露糖醇，分子式C6H14O6，分子量182.17，是一種人們熟悉的六元醇，與山梨醇為同分異構(gòu)體。它是一種不吸濕、無臭、白色或無色的結(jié)晶粉未，密度1.489，熔點166～168℃，沸點290～295℃(在0.4～0.467kPa下)，旋光度+23～+24。
甘露醇具有令人愉快的甜味，其甜度為蔗糖的0.55-0.65倍，它具有多元糖醇的通性。最早發(fā)現(xiàn)存在于南瓜、蘑菇、洋蔥與海藻等植物中。在自然界中廣泛存在于海藻及某些水果、樹木中。具有優(yōu)良的止咳化痰功能的柿餅，其表面的白色粉末就是甘露醇。我們熟悉的褐藻的一種---海帶中，常常含有10－20%的甘露醇，干海帶表面的白色粉末就是由甘露醇與鹽類構(gòu)成。新鮮蘑菇中約含有1%。可以說，在自然發(fā)展歷史上，甘露醇是最早進入人們生活的一種功能性糖醇。
在功能性糖醇中，甘露醇是唯一一種不易吸潮的六元糖醇，同時具有甜度適宜、熱量低、無毒副作用等特點，在人體生理代謝中，它與其他功能糖醇一樣，與胰島素無關(guān)，不提高血糖值，不致齲齒等特點，可用作糖尿病人、肥胖病人的甜味劑。
目前，世界上工業(yè)生產(chǎn)甘露醇主要有二種工藝，一種是以海帶為原料，在生產(chǎn)海藻酸鹽的同時，將提碘后的海帶浸泡液，經(jīng)多次提濃、除雜、離交、蒸發(fā)濃縮,、冷卻結(jié)晶而得；一種是以蔗糖和葡萄糖為原料，通過水解、差向異構(gòu)與酶異構(gòu)，然后加氫而得。
我國利用海帶提取甘露醇已有幾十年歷史，這種工藝簡單易行，但受到原料資源、提取收率、氣候條件、能源消耗等限制，長期以來，其發(fā)展受到制約。上世紀我國的甘露醇年產(chǎn)量始終未超過8000噸。我國的合成法工藝在上世紀八十年代開始試驗、九十年代問世，時間不長，但由于其具有不受原料限制、適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。
甘露醇本身是一種極好的功能性糖醇，其應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史。但過去受到產(chǎn)量與價格的限制，甘露醇的應(yīng)用受到相當?shù)募s束。隨著合成法甘露醇技術(shù)的發(fā)展，開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在食品上的應(yīng)用，具有重要意義。
二、甘露醇在醫(yī)藥上的應(yīng)用
甘露醇作為一種六元糖醇，除具有性質(zhì)穩(wěn)定、生理代謝不需要胰島素等特點外，還具有自己獨特的生理性能。甘露醇進入人體后，可以自由從腎小球濾過，且腎小管對甘露醇的重吸收極有限，在藥理學上無活性，在人體內(nèi)也很少代謝，也不易通過毛細血管進入組織。在向體內(nèi)注射甘露醇后，甘露醇分子只能在血管中流動，使組織與血管內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生滲透梯度，促進液體從組織流向血管，迅速提高血漿滲透壓，使組織中過多的水分向血漿轉(zhuǎn)移，然后通過腎臟排泄系統(tǒng)排出體外，達到利尿排水的作用。
甘露醇是最好的滲透性利尿劑與脫水劑，能預防和治療急性腎損傷，防治水腫與腦內(nèi)壓、眼內(nèi)壓升高，對防治腦水腫、青光眼有重要作用。因此在臨床上有較大量的使用。甘露醇對腎小管的主要作用在于抑制水份的重吸收，使原有的滲透壓不能有效的維持，從而使尿量增加，起到排毒與保護腎臟的作用。正因為這樣，人們公認甘露醇有以下療效：
1、甘露醇的利尿脫水作用。甘露醇可以減輕腦水腫，使血粘度下降和腦血管舒張，從而改善腦血流，保持了腦的自動調(diào)節(jié)作用。還可增加冠脈的血流，最大程度地降低缺血心肌的損害程度和范圍。正因為甘露醇在醫(yī)療上有以上重要作用，所以在所有的醫(yī)院里，甘露醇是利尿排水的首選藥物，甘露醇注射液都屬必備藥物之一。
2、由于甘露醇在血管中，可以從體液中吸收水份，從而起到了擴張血管的作用。所以在醫(yī)藥方面,甘露醇廣泛用于腦血管舒張劑，用于治療腦血管梗塞。由于它的擴張血管作用，甘露醇可以簡接起到降低血壓，舒筋活血的作用，
3、此外,由于甘露醇在人的腸胃中不易吸收，所以它還是一種溫和的輕瀉劑，對于長期性的便泌有良好的治療作用。
4、最近的研究表明，甘露醇對胳蛋白磷酸肽延緩磷酸鈣的沉淀性能有增強作用。胳蛋白磷酸肽是目前研究最多，也是最有效的促進鈣吸收因子。它可以與鈣離子形成可溶性復合物，防止了鈣在小腸中性或微堿性環(huán)境中形成沉淀，同時可以在沒有維生素D參與的條件下被腸壁吸收，起到了補鈣的作用。在防齲齒口香糖中加入甘露醇，可以增強其延緩磷酸鈣沉淀的作用，幫助人體對鈣的吸收。
5、另外，由于甘露醇具有良好的甜味，又是六元糖醇中唯一不容易吸潮的一個品種，又不與任何藥性成分起化學或物理反應(yīng)，所以可以作為醫(yī)藥片劑的賦形劑與填充劑，用于抗癌藥、抗菌藥、抗組胺藥、維生素、醒酒藥、口中清涼劑等片劑的制造。用甘露醇制作的藥片，口味良好，片劑強度高，易崩解，保存時間長，不會發(fā)霉；而且，甘露醇具有的清涼甜味可以掩飾藥物的不良口味，使得藥物易為病人接受。
6、甘露醇可用于制備醒酒藥，目前在市場上可以見到的醒酒藥片，其80%以上成份是甘露醇，再加一些葛根提取液或葛根粉制成。
另外有相關(guān)報道指出，甘露醇可用于消化不良、頑固性便泌、心絞痛。在臨床應(yīng)用上，還可用于治療病毒性肝炎、預防肝昏迷、膽道蛔蟲癥、急性膽囊炎、急性胰腺炎、粘連性腸梗阻、腹脹等多種疾病。
三、甘露醇在食品工業(yè)上的應(yīng)用
多年以來，人們對甘露醇的醫(yī)療作用作過許多研究。但由于甘露醇來源比較緊缺，而且市場供應(yīng)量波動性大，所以人們對其在食品方面的研究得比較少。隨著合成法甘露醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展，甘露醇的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)大為擴張，生產(chǎn)成本與價格也趨于穩(wěn)定。甘露醇進入食品工業(yè)已經(jīng)勢在必行。
首先，甘露醇是一種典型的六元糖醇，在人體代謝中，以特殊代謝途徑，參與人體生理活動。據(jù)有關(guān)研究表明被食用后最終約有50%為人體所利用，所以其能量僅為8.36kJ/g。當甘露醇被人體吸收后，首先與NAD＋反應(yīng)，生產(chǎn)果糖與NADH2（乙酰輔酶A），然后通過果糖激酶，生成1－磷酸果糖，再生成二磷酸果糖，進一步進入磷酸丙糖循環(huán)，完成其生理代謝過程。而這一過程，不需要通過胰島素。
甘露醇作為食品添加劑用于食品工業(yè)，有以下優(yōu)點：
1、甘露醇在人體中的一次代謝途徑與胰島素無關(guān)，攝入后不會引起血液葡萄糖與胰島素水平大幅度的波動，可供糖尿病人使用；
2、甘露醇不會作為口腔微生物的營養(yǎng)源，還可抑制突變鏈球菌的生長繁殖，可以用于防止牙齒齲變的食品。
3、甘露醇具有清涼的甜味，其甜度相當于蔗糖的0.6，其溶解吸熱為－29Cal/g，相當于木糖醇（－38Cal/g）的76%，利用這一特點，在口香糖上，可以用作甜味劑與矯味劑。
4、與山梨醇、木糖醇等不同，甘露醇不易吸潮，20℃時，其溶解度僅為18克/100克，遠比山梨醇、木糖醇與麥芽糖醇等低。因此，它可以用作隔潮劑，當用于口香糖、膠姆糖等其他食品時，可防止加工與使用過程中的粘連。
5、甘露醇沒有還原基，不參與美德拉反應(yīng)，所以用于烘烤食品，可以保持良好的顏色，不容易焦化。
但是，多元糖醇在服用時，有一個共同特點，即超過一定量時，會引起腸胃不適或腹瀉。這是因為大部分糖醇在腸道中吸收速度要比糖難得多，小腸內(nèi)壁未被吸收的糖醇會產(chǎn)生很高的滲透壓，這樣導致小腸壁粘膜表面產(chǎn)生水流，故引起了腹瀉。而未消化吸收的糖醇進入大腸中，被腸道細菌利用，發(fā)酵又產(chǎn)生大量揮發(fā)性物質(zhì)，如果超出了能通過血液重新吸收和隨糞便排出的數(shù)量極限，會產(chǎn)生了腸胃脹氣。這方面，甘露醇和木糖醇、山梨醇都有相同情況。所以美國政府規(guī)定，如果一次性服用甘露醇可能超過20克時，必須在食品標志上加以說明。
在美國，甘露醇已經(jīng)大量用于食品工業(yè)，美國FDA規(guī)定甘露醇在各類食品中的最大使用量見下表：
各類食品 最大使用量
薄荷糖 98%
軟糖 40%
硬糖 5%
蜜餞和冰淇淋 8%
止咳糖 5%
未標準化果醬、果凍 15%
膠姆糖 31%
其他食品 2.5%
由于以上原因，甘露醇在食品工業(yè)上用途相當廣泛。它可以作為低熱值、低糖的甜味劑，用于糖尿病人、肥胖病人食品使用，也適合減肥者服用。由于它不吸潮，目前甘露醇在食品中作為無糖口香糖的甜味劑或防粘劑，已經(jīng)得到普遍使用。另外，甘露醇用于制作冰淇淋、糖果巧克力的風味糖衣，即所謂脆皮巧克力的外皮，可以保持產(chǎn)品硬性外皮，效果很好。甘露醇還可以掩飾其他食品添加劑中的不良味道，如糖精的鐵銹味與其他物質(zhì)的苦味，所以它可以與高倍甜味劑混合用于飲料、糖漿及其他食品，如生產(chǎn)糖果蜜餞，果醬、果凍等。
目前甘露醇在食品中的最大用途是作為無糖口香糖的甜味劑或防粘劑。其次，它可制作冰淇淋和糖果的巧克力風味糖衣。甘露醇還可作為填充劑、品質(zhì)改良劑、防結(jié)塊劑。此外，它還可添加于各種食品以延長其貨架期。甘露醇與食品中的其他組分的配伍性很好，與其他甜味劑有協(xié)同增效作用。當與高倍甜味劑復合作用時，可使甜味口感達到最佳，并能降低成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和儲藏性能。在巧克力糖衣制作時，如使用甘露醇，可以添加其他糖醇（如麥芽糖醇、氫化淀粉水解物等）以提高人體耐受性、降低吸熱效應(yīng)。
甘露醇作為多元醇是不能被口腔微生物利用的，服用后也不會增加口腔酸度。這就意味著，不會促成牙垢與形成齲齒。美國牙醫(yī)協(xié)會認為，包括甘露醇在內(nèi)的多元醇可作為蔗糖的替代品，可以保護牙齒。美國食品與醫(yī)藥管理局同意在使用甘露醇等多元醇的無糖食品上標注“不形成齲齒”的宣傳。
國際上公認，甘露醇在食品工業(yè)上的使用是安全的。美國FDA食品添加劑法規(guī)的批準（21版180.25）在食品工業(yè)上使用甘露醇。食品與農(nóng)業(yè)組織聯(lián)合體/世界健康組織食品添加劑出口委員會（JECFA）經(jīng)過檢查有關(guān)資料后，得出甘露醇是安全的結(jié)論。JECFA同意可以一次性服用0－50mg/公斤。在美國藥典/天然藥物篇，以及在世界各國的藥典中，包括食品化學手冊（FCC）都列有甘露醇。
甘露醇作為保健功能性的作用，也越來越為人們了解。隨著甘露醇生產(chǎn)的擴大及人們的保健意識提高，甘露醇對心臟與心血管系統(tǒng)的保健效果與防止心血管系統(tǒng)癌變的功能也正在為愈來愈多人們所認識，甘露醇開始大規(guī)模進入功能食品與保健食品領(lǐng)域。
四、甘露醇在其他領(lǐng)域上的應(yīng)用
甘露醇是一種典型的多元醇，其羥基可以在一定條件下參與許多化學反應(yīng)，生成許多有機化學品。例如，在精細化工上，甘露醇可用于生產(chǎn)聚醚，作為制造耐高溫泡沫塑料，用于保溫與消防。甘露醇聚醚制造的泡沫塑料其品質(zhì)優(yōu)良，并可以耐溫高達180℃，這是其他多元醇生產(chǎn)的聚醚制造的泡沫塑料，所無法比較的，所以用于特殊管道保溫時，必須要采用甘露醇聚醚。
大功率的電解電容器，如大型鋁電解用的電解電容器，其中的電解液中必須加入甘露醇，以降低電解液的飽和蒸汽壓，抑制氧化膜的水合作用，提高電容器的高溫穩(wěn)定性和電解液的高低溫特性。南通江海電容器廠使用國產(chǎn)甘露醇配制的中高壓工作電解液，使得在105℃下的鋁電解電容器壽命從2000小時突破到5000小時。
此外，甘露醇在日用化工、精細化工等化工領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。
我國是世界是甘露醇生產(chǎn)與消費大國，約占世界產(chǎn)量的四分之一左右。隨著國內(nèi)甘露醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與人們對功能糖醇性質(zhì)的深入了解，甘露醇在食品、保健與其他方面的應(yīng)用一定會有更大有發(fā)展。