SORBITOL

1.Giới thiệu chung

Sorbitol là một loại đường rượu có vị ngọt mà cơ thể con người chuyển hóa chậm. Nó có thể thu được bằng cách khử glucose , làm thay đổi nhóm aldehyde đã chuyển đổi (−CHO) thành nhóm rượu bậc một (−CH2OH ) . Hầu hết sorbitol được làm từ tinh bột khoai tây , nhưng nó cũng có trong tự nhiên, ví dụ như trong táo, lê, đào và mận khô. Nó được chuyển đổi thành fructose bởi sorbitol-6-phosphate 2-dehydrogenase . Sorbitol là một đồng phân của mannitol , một loại đường rượu khác; hai loại này chỉ khác nhau ở hướng của nhóm hydroxyl trên cacbon 2. Mặc dù tương tự nhau, nhưng hai loại rượu đường này có nguồn gốc rất khác nhau trong tự nhiên, điểm nóng chảy và công dụng.

2. Tính chất vật lý

• Hình thức: Sorbitol thường có dạng bột tinh thể màu trắng hoặc lỏng, không mùi và có vị ngọt.
  Khối lượng phân tử: Khoảng 182.17 g/mol.
  
• Điểm nóng chảy: Sorbitol có điểm nóng chảy khoảng 94–96 °C23.
  
• Độ hòa tan: Sorbitol tan tốt trong nước với độ hòa tan khoảng 235 g/100 mL ở nhiệt độ phòng. Nó cũng hòa tan trong các dung môi như ethanol và glycerin12.
  
• Tính chất nhớt: Sorbitol có khả năng tạo độ nhớt trong dung dịch, điều này làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong nhiều sản phẩm thực phẩm và mỹ phẩm1.

3. Tính chất hóa học

• Cấu trúc hóa học: Sorbitol là một polyol (rượu đường) với sáu nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với các nguyên tử carbon trong cấu trúc phân tử. Cấu trúc này cho phép sorbitol có tính chất làm ngọt và giữ ẩm hiệu quả.
• Tính khử: Sorbitol có khả năng khử, nghĩa là nó có thể tham gia vào các phản ứng oxy hóa-khử. Ví dụ, sorbitol có thể bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh như brom hoặc chlor để tạo ra các sản phẩm khác.
  
• Phản ứng với ion kim loại: Sorbitol có khả năng tạo phức với các ion kim loại như Fe³⁺ và Al³⁺, tạo thành các phức chất vô cơ. Điều này có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của các sản phẩm chứa sorbitol.
  
• Tính ổn định: Sorbitol rất ổn định trong điều kiện bình thường nhưng có thể bị phân hủy dưới nhiệt độ cao hoặc ánh sáng mạnh. Nó không dễ bị phân hủy bởi vi khuẩn, làm cho nó trở thành một chất bảo quản hiệu quả trong thực phẩm.

4. Cách tổng hợp

• Sorbitol có thể được tổng hợp thông qua phản ứng khử glucose trong đó nhóm aldehyde đã chuyển đổi được chuyển đổi thành nhóm hydroxyl. Phản ứng này cần NADH và được xúc tác bởi aldose reductase . Khử glucose là bước đầu tiên của con đường polyol trong quá trình chuyển hóa glucose và liên quan đến nhiều biến chứng tiểu đường.
  C6H12O6 + NADH + H+ -> C6H14O6 + NAD+
• Cơ chế này liên quan đến một gốc tyrosine trong vị trí hoạt động của aldehyde reductase. Nguyên tử hydro trên NADH được chuyển đến nguyên tử carbon aldehyde ái điện tử; các electron trên liên kết đôi carbon-oxy của aldehyde được chuyển đến oxy, tách proton trên chuỗi bên tyrosine để tạo thành nhóm hydroxyl. Vai trò của nhóm phenol tyrosine reductase aldehyde là đóng vai trò là một axit chung để cung cấp proton cho oxy aldehyde khử trên glucose.
  
• Cơ chế khử glucose aldehyd thành sorbitol
  Giảm glucose không phải là con đường chuyển hóa glucose chính trong cơ thể người bình thường, nơi mức glucose ở mức bình thường. Tuy nhiên, ở những bệnh nhân tiểu đường có mức glucose trong máu cao, có tới 1/3 lượng glucose của họ có thể đi qua con đường giảm glucose. Điều này sẽ tiêu thụ NADH và cuối cùng dẫn đến tổn thương tế bào.

5. Cơ chế hoạt động

• Sorbitol hoạt động chủ yếu thông qua các cơ chế sau:
  • Giữ ẩm: Nhờ vào cấu trúc hydroxyl của mình, sorbitol có khả năng hấp thụ nước, giúp duy trì độ ẩm cho da và thực phẩm. Điều này làm cho nó trở thành một thành phần phổ biến trong kem dưỡng da và sản phẩm thực phẩm.
  • Chất tạo ngọt: Sorbitol có vị ngọt tương tự như đường nhưng chỉ chứa khoảng 2/3 lượng calo so với đường sucrose. Nó không làm tăng insulin trong máu, do đó thường được sử dụng trong các sản phẩm dành cho người tiểu đường hoặc những người muốn giảm cân.
  • Chất ổn định: Trong ngành thực phẩm, sorbitol giúp ngăn chặn sự đông đặc và tăng cường độ bền cho sản phẩm như kẹo và kem. Nó cũng được sử dụng để cải thiện kết cấu của nhiều loại thực phẩm khác nhau
• Sorbitol hoạt động chủ yếu thông qua cơ chế thẩm thấu và kích thích nhu động ruột:
  • Tác động thẩm thấu: Sorbitol là một chất nhuận tràng thẩm thấu, có khả năng hút nước vào lòng ruột từ các mô lân cận. Khi sorbitol được tiêu thụ, nó làm tăng áp suất thẩm thấu trong ruột, dẫn đến việc nước được giữ lại trong lòng ruột. Kết quả là phân trở nên mềm hơn, dễ dàng hơn để đại tiện.
  • Kích thích tiết hormone: Sự hiện diện của sorbitol trong ruột kích thích tiết hormone cholecystokinin (CCK) và pancreazymin, hai hormone có vai trò quan trọng trong việc tăng cường nhu động ruột và thúc đẩy quá trình tiêu hóa. Điều này giúp cải thiện sự chuyển hóa thức ăn trong đường ruột và hỗ trợ điều trị các triệu chứng khó tiêu.
  • Chuyển hóa: Sorbitol được chuyển hóa chủ yếu ở gan thành fructose thông qua enzym sorbitol dehydrogenase. Một phần nhỏ sorbitol cũng có thể được chuyển đổi thành glucose nhờ aldose reductase. Quá trình này cho phép sorbitol cung cấp năng lượng cho cơ thể mà không làm tăng đáng kể lượng đường trong máu.

6. Ứng dụng

• Trong y học
  • Thuốc nhuận tràng: Sorbitol được sử dụng rộng rãi như một thuốc nhuận tràng để điều trị táo bón và các triệu chứng khó tiêu. Nó thường được bào chế dưới dạng bột hoặc dung dịch uống với nồng độ 70%, hoặc dưới dạng viên đặt trực tràng.
  • Hỗ trợ tiêu hóa: Sorbitol giúp kích thích bài tiết dịch tụy, từ đó hỗ trợ quá trình tiêu hóa protein và chất béo, giúp cải thiện tình trạng khó tiêu.
  • Điều trị rối loạn tiêu hóa: Nhờ vào khả năng giữ nước và kích thích nhu động ruột, sorbitol được chỉ định để điều trị các triệu chứng rối loạn tiêu hóa như đầy bụng, khó tiêu.
• Trong công nghiệp thực phẩm
  • Chất tạo ngọt: Sorbitol được sử dụng như một chất tạo ngọt trong nhiều sản phẩm thực phẩm, đặc biệt là cho những sản phẩm dành cho người tiểu đường vì nó không làm tăng lượng đường huyết.
  • Giữ ẩm: Sorbitol có khả năng giữ ẩm tốt, do đó nó thường được sử dụng trong các sản phẩm bánh kẹo, kem và đồ uống để duy trì độ ẩm và cải thiện kết cấu.
  • Chất bảo quản: Sorbitol cũng có tính chất chống vi khuẩn, giúp kéo dài thời gian bảo quản cho một số sản phẩm thực phẩm.
• Trong ngành mỹ phẩm
  • Chất giữ ẩm: Sorbitol được sử dụng trong nhiều sản phẩm chăm sóc da và tóc như kem dưỡng ẩm, lotion và dầu gội đầu nhờ vào khả năng giữ ẩm hiệu quả.
  • Chất tạo độ nhớt: Trong một số sản phẩm mỹ phẩm, sorbitol giúp cải thiện độ nhớt và kết cấu của sản phẩm.