Poliolii sunt principalii parteneri de reacție ai poliizocianaților, iar compoziția lor chimică și masa moleculară determină proprietățile PUR rezultate.

generală

Termeni asociați:

  • Sorbitol
  • Glicerol
  • Xilitol
  • Glucoză
  • Glucidele
  • Enzime
  • Polimeri
  • Proteine
  • Peptidaze
  • Zaharoza

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Polioli

8.9 Tendințe viitoare

Poliolii sunt îndulcitori versatili, fără calorii, fără zahăr. Sunt foarte stabile la aciditate și alcalinitate, căldură și degradare chimică și enzimatică. Poliolii nu suferă reacții Maillard deoarece nu au o grupă reducătoare. Profilele lor de dulceață sunt similare cu zaharoza. Nivelurile de dulceață ale poliolilor variază de la 30% la 100% pe cea a zaharozei. Unii polioli sunt higroscopici, în timp ce alții sunt nehigroscopici. Unii membri ai familiei poliolilor au un efect de răcire intens, în timp ce alții au un efect de răcire neglijabil. Se știe că poliolii au sinergie cu dulceața cu alți polioli sau îndulcitori intensi. Nivelul de dulceață al unui poliol poate fi ajustat prin combinarea acestuia cu acesulfamul K, de exemplu. Aceste amestecuri au de obicei o dulceață și o aromă bine echilibrate, mai curate și plăcute decât ingredientul individual. Astfel, membrii familiei poliolilor au un spectru larg de proprietăți unice. Acest lucru este indispensabil oamenilor de știință din domeniul alimentar, dezvoltatorilor de produse, nutriționiștilor, dieteticienilor și profesioniștilor din domeniul sănătății care sunt implicați în formularea produselor alimentare, pregătirea dietelor sau formularea programelor dietetice.

Consumul de polioli are beneficii suplimentare. Au proprietăți necariogene și nonacidogene. În plus față de valoarea lor calorică redusă, au un indice glicemic scăzut, ceea ce le face ingrediente adecvate pentru diabetici. Având în vedere problema obezității și îmbătrânirea populației din Statele Unite și alte țări industrializate, îngrijorarea crescută a oamenilor cu privire la problemele lor generale de sănătate și sănătate dentară în țările în curs de dezvoltare, poliolii vor continua să joace un rol major în aplicațiile alimentare și farmaceutice. Vor fi întreprinse mai multe studii în dezvoltarea amestecurilor sinergice de polioli și îndulcitori non-nutritivi. Companiile producătoare și cercetătorii se vor concentra pe găsirea de modalități de îmbunătățire a proceselor de fabricație a poliolilor pentru a produce aceste produse economic. Vor fi explorate alte utilizări noi ale poliolilor.

Polimeri pentru un mediu durabil și energie verde

10.24.1.1.2 Polioli

Poliolii sunt principalii parteneri de reacție ai poliizocianaților, iar compoziția lor chimică și masa moleculară determină proprietățile PUR rezultate. Aproximativ 75% din polioli sunt polieter polioli și aproximativ 25% sunt poliesteri și alți polioli.

Polieter poliolii sunt mai stabili împotriva hidrolizei, dar mai puțin stabili împotriva oxidării în comparație cu polioli poliolii. Prin urmare, polieter poliolii sunt stabilizați în cea mai mare parte de antioxidanți. Polioli poliesterii sunt în general mai vâscoși și mai puțin stabili împotriva hidrolizei, dar PUR-urile rezultate prezintă deseori proprietăți fizice mai bune.

Polieter poliolii sunt fabricați prin adăugarea de eteri ciclici (epoxizi), în special oxid de etilenă (EO) sau oxid de propilenă (PO) la moleculele inițiale di- sau polifuncționale Figura 18 ): Cataliza este necesară pentru această reacție. Clasic, s-a folosit o cataliză anionică cu baze puternice precum hidroxidul de potasiu (KOH).

Figura 18. Formarea polieterpoliei

Un nou proces (IMPACT) a fost dezvoltat în ultimii 20 de ani folosind cianuri dublu-metalice (DMC) ca catalizatori, în special pentru polieteri cu lanț lung. Avantajele noii metode sunt mai puține reacții adverse, o funcționalitate mai bine controlată și impurități organice mai puțin volatile (COV). Așa-numiții polioli polimerici, utilizați pe scară largă în spuma flexibilă, sunt sisteme bifazate. Polimerii solizi precum stiren-acrilonitrilul (SAN) sau poli (hidrazodicarbonamida) (PHD) formează o dispersie stabilă în polioli și îmbunătățesc proprietățile portante ale spumei flexibile rezultate.

Poliesterii poliolici sunt produși prin reacția poliolilor di- sau trifuncționali (de exemplu, butandiol sau hexanediol) cu acizi dicarboxilici, cum ar fi acidul glutaric, adipic sau tereftalic.

Produse polimerice derivate din uleiuri industriale pentru vopsele, acoperiri și alte aplicații

Douglas G. Hayes, Marie-Josée Dumont, în Industrial Oil Crops, 2016

Transesterificarea cu polioli

Poliolii pot fi sintetizați prin transesterificarea uleiurilor vegetale cu alți polioli sau alcooli, producând poliol mono- și di-esteri ai acizilor grași. S-a constatat că această tehnică crește în mod eficient numărul hidroxil (numărul OH) al uleiului de ricin. De exemplu, s-a constatat că numărul OH de ulei de ricin (160 mg KOH/g) ar putea crește semnificativ atunci când este transesterificat cu pentaeritritol (250 mg/g KOH) (Valero și Gonzalez, 2012) sau glicerol (441 mg KOH/g ).) (Veronese și colab., 2011). Alte uleiuri vegetale din palmier, rapiță, măsline și soia, printre altele, au fost transformate cu succes în polioli prin transesterificare (Lligadas și colab., 2010). O altă cale către creșterea numărului de OH este transformarea uleiurilor vegetale în MAG prin gliceroliză sau hidroliză.

Alcooli de zahăr ☆

Produse de patiserie

Poliolii pot fi utilizați în produsele de panificație datorită proprietăților lor specifice, care lipsesc în multe alte îndulcitori în vrac. Alcoolii din zahăr contribuie la catifelare și la capacitatea de depozitare. De asemenea, reglează umiditatea, gustul și dulceața. Este preferată o combinație de polioli sau un poliol combinat cu un alt îndulcitor. Dacă rumenirea este prea ușoară, temperatura de coacere poate fi crescută sau se poate adăuga o cantitate mică de fructoză.

Industria de panificație folosește soluții cristaline de sorbitol și sorbitol în produse pentru uz dietetic special. De asemenea, este utilizat ca umectant pentru a prelungi durata de valabilitate a produselor de panificație. Stabilitatea produselor coapte poate fi îmbunătățită prin substituirea parțială a zaharozei cu sorbitol, de exemplu, în prăjituri. Sorbitolul este utilizat în bureți și prăjituri cu greutatea între 5% și 8% din greutatea făinii. În biscuiți și umpluturi cu cremă, se folosește până la 10%. Prospețimea turtelor dulci este îmbunătățită prin adăugarea de doar 5% sorbitol. De asemenea, este utilizat pentru a înlocui zahărul în formulările clasice pentru produsele cu conținut scăzut de zahăr.

Utilizarea celorlalți polioli în panificație se dezvoltă rapid. Nivelul de înlocuire a zahărului cu acești îndulcitori depinde de tipul poliolului și de obiectivul de aplicare. În timp ce, pentru unii polioli, pot fi atinse niveluri de utilizare destul de ridicate, de exemplu, pentru maltitol, lactitol și izomalt, pentru altele, de exemplu, xilitol și manitol, nivelurile de utilizare sunt în general scăzute. Aceste diferențe sunt, de asemenea, legate de proprietățile senzoriale și fizico-chimice specifice ale poliolilor utilizați. O contribuție importantă a celorlalți polioli este, la fel ca pentru sorbitol, proprietățile umectante care controlează nivelul de umiditate din produsele de panificație atunci când sunt depozitate pentru perioade lungi de timp. În unele cazuri, combinațiile de polioli pot da efecte complementare interesante. Principalele aplicații în domeniul panificației sunt prăjituri, biscuiți, produse de patiserie, umpluturi și glazuri. În ultimele două produse, xilitolul și manitolul pot fi un avantaj datorită efectului lor de răcire perceptibil.

Brassica spp. Uleiuri

Peter B.E. McVetty,. Randall J. Weselake, în Industrial Oil Crops, 2016

Hidroxilare (producția de polioli)

Poliolii sunt utilizați în principal în producția de poliuretani. Poliolii pe bază de ulei vegetal (uleiuri hidroxilate) pot fi preparați prin două metode principale descrise în literatură. Primul este ozonoliza uleiului vegetal pentru a produce uleiul aldehidic (Pryde și colab., 1961; Fitchet și colab., 2005), urmată de hidrogenarea catalitică a acestui ulei aldehidic pentru a produce un poliol. A doua metodă și mai larg utilizată implică epoxidarea uleiurilor (așa cum este descris mai sus) urmată de un proces de hidroxilare. De exemplu, a fost arătat de Swern și colab. (1945) că acțiunea suplimentară a acidului formic puternic acid din epoxidarea in situ a acizilor grași nesaturați are ca rezultat deschiderea inelului oxiran cu adăugarea de acid formic pentru a produce derivați hidroxi-formoxi. Acestea pot fi convertite în derivații dihidroxi corespunzători prin reacții de saponificare. Au fost descrise reacții similare care implică deschiderea inelului catalizat cu acid sau Lewis (Erhan, 2005; Soi și colab., 2009), rezultând produse care pot conține fie grupări hidroxil primare, fie secundare. Adesea, structura TAG a uleiului inițial rămâne neafectată, iar poliolul este în primul rând un monomer (Jones, 1999).

O cale alternativă este reacția puternică catalizată de acid a unui alcool cu ​​inelul epoxidic prin substituție nucleofilă (Curtis și colab., 2012), ducând la formarea monomerilor care conțin atât grupări hidroxil primare, cât și secundare, precum și la reacții de transesterificare care implică pierderea fragmentului glicerol. Astfel de procese de fabricare a poliolilor au ca rezultat și alte reacții secundare, inclusiv oligomerizarea, astfel încât poliolii finali vor avea structuri foarte complexe și o distribuție largă a greutăților moleculare.

Proprietăți și compoziție a lichidului cefalorahidian normal

Polioli

Dezvoltarea produselor alimentare pentru clienții care urmează o dietă cu conținut scăzut de zahăr, inclusiv diete cu conținut scăzut de zaharoză, fructoză și lactoză

6.1.2 Îndulcitori în vrac: polioli

Poliolii sau alcoolii zahărului se formează din zaharuri și sunt produși comercial prin hidrogenarea zaharurilor corespunzătoare (O'Brien Nabors, 2011). Acestea sunt un grup de îndulcitori calorici care sunt absorbiți și metabolizați incomplet de organism și, prin urmare, contribuie cu mai puține calorii decât zaharurile. Poliolii utilizați în mod obișnuit includ sorbitol, manitol, xilitol, maltitol, sirop de maltitol, lactitol, eritritol și izomalt. Conținutul lor caloric este de aproximativ 2,4 kcal/g comparativ cu 4 calorii pe gram pentru zaharuri, ceea ce le face ideale pentru utilizarea în produse cu conținut scăzut de calorii pentru controlul greutății (Wilson, 2007). Datorită absorbției lor incomplete, îndulcitorii poliolici produc un răspuns glicemic mai mic decât glucoza sau zaharoza și pot fi utili pentru persoanele cu diabet zaharat. În formulările de produse, acestea sunt utilizate la niveluri de utilizare similare cu zaharoza.

Aplicațiile tipice pentru polioli includ formulări de cofetărie, cum ar fi comprimate comprimate, tigaie fără zahăr, ciocolată, pastile și jeleuri de gumă și caramel sau caramel; produse de panificație, cum ar fi biscuiți, fursecuri și bureți și unele produse lactate, cum ar fi înghețata (Wilson, 2007).

În ceea ce privește dulceața, majoritatea alcoolilor din zahăr sunt mai puțin dulci decât zaharoza cu xilitol și maltitol având cea mai apropiată dulceață relativă la zaharoză, așa cum se arată în graficul 8.1. Din acest motiv, poliolii sunt adesea incluși în formulări în care rolul lor principal este de a furniza volumul sau textura zaharurilor, mai degrabă decât dulceața. Acest lucru este valabil mai ales pentru cei cu o dulceață relativă foarte scăzută, cum ar fi polidextroza.

Graficul 8.1. Dulceața relativă a poliolilor în comparație cu zaharoza.

Sursă: 2007. Compilat din Ingredients Handbook Sweeteners, ediția a treia, În: Wilson R. (Ed.), Editura Blackwell, Oxford.

Un alt beneficiu asociat poliolilor este că aceștia nu promovează cariile dentare. Xilitolul prezintă în special beneficii pentru sănătatea dentară și efectele sale specifice asupra florei bucale și, în special, asupra anumitor tulpini de streptococi mutans, se adaugă profilului său preventiv al cariilor și îi conferă un rol unic în strategiile preventive pentru sănătatea dentară. S-a demonstrat că xilitolul reduce acizii plăcii (Maguire și Rugg-Gunn, 2003) și există dovezi convingătoare care arată un efect cariostatic local într-o varietate de modele animale și intraorale, precum și în studii clinice (Gaffar și colab., 1998) . Acest efect necariogen al xilitolului este motivul pentru care este frecvent utilizat în guma de mestecat și alte formulări de cofetărie.

Cu toate acestea, există câteva diferențe cheie între polioli și zaharoză care trebuie luate în considerare la reformularea cu polioli în locul zaharozei, fructozei sau lactozei. În primul rând, poliolii la concentrații mai mari de 10% pot provoca un efect laxativ (Dills, 1989). Prin urmare, acest lucru restricționează utilizarea acestuia și, dacă trebuie utilizat cu mai mult de 10%, trebuie să apară pe etichetă un avertisment laxativ care să ateste că „Consumul excesiv poate provoca un efect laxativ”. În prezent, poliolii nu sunt autorizați să fie utilizați în băuturi în UE, deoarece ar fi foarte ușor să se consume nivele care ar ilicita un efect negativ (EFSA, 2010a).

În al doilea rând, poliolii nu au un capăt reducător și, ca atare, nu participă la reacția Maillard și nu va exista nicio contribuție la formarea culorii. În cazul preparării de cafea sau caramel cu polioli, cum ar fi maltitolul, de exemplu, ar trebui adăugată o culoare și o aromă (Lawson, 2007).

Alcooli de zahăr și sănătatea dentară

Abstract

Poliolii, cunoscuți în mod obișnuit sub numele de alcooli ai zahărului, sunt o clasă de îndulcitori utilizați în mod obișnuit ca înlocuitori ai zahărului. Polioli, cum ar fi sorbitolul, maltitolul, manitolul, eritritolul și xilitolul, sunt omniprezente în produsele alimentare și produse de cofetărie fără zahăr, cu unele care pretind că au beneficii pentru sănătatea bucală. Poliolii ca o clasă sunt considerate pe scară largă a fi scăzut la non-aciduric și foarte scăzut la non-cariogen. Xilitolul, în special, are proprietăți unice care îl diferențiază de clasa sa. Xilitolul promovează în mod activ o sănătate orală mai bună prin reducerea nivelului de streptococi mutani patogeni în placă și salivă și prin reducerea cariilor dentare. Efectele active de protecție nu se limitează la cei care consumă xilitol, ci se extind și la copiii mamelor care consumă xilitol în perioada perinatală. Unele produse care conțin xilitol au fost studiate în mod adecvat și au potențialul de utilizare în programe specifice sau generalizate de sănătate publică pentru a promova sănătatea bucală și a reduce cariile dentare.

Stabilitatea și stabilizarea biocatalizatorilor

Y. Sangeeta Devi,. Rajiv Bhat, în progres în biotehnologie, 1998

Polioli și anume, Sorbitol, xilitol, mio-inozitol și trehaloza dizaharidică s-au dovedit a ajuta la păstrarea activității lizozimului atunci când sunt incubați la 60 ° C timp de 24 de ore în diferite măsuri, mio-inozitolul menținându-l la 72% la 0,75 Concentrația M la pH 7,0. Clorura de guanidiniu, un denaturant, numai la concentrația IM reține activitatea la 85% în condiții identice, în timp ce un amestec de denaturant împreună cu poliolii sau trehaloza păstrează activitatea la

100%. Există o bună corelație a capacității poliolilor de a crește temperatura de tranziție a enzimei și de păstrarea activității biologice. Un amestec de 0,75M mio-inozitol și 1M clorură de guanidinium previne în mod semnificativ pierderea activității chiar și după 7 zile de incubație la 60∅C, sugerând că strategia utilizării unui amestec de cocktailuri de concentrații moderate ale unui denaturant, pentru a preveni agregarea ireversibilă a enzimelor la temperaturi ridicate și concentrații ridicate ale unui stabilizator pot fi utilizate în mod eficient pentru exploatarea comercială a enzimelor termolabile.