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(wú)臭、白色或無(wú)色的結(jié)晶粉未，密度1.489，熔點(diǎn)166～168℃，沸點(diǎn)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%�？梢哉f(shuō)，在自然發(fā)展歷史上，甘露醇是最早進(jìn)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(shí)具有甜度適宜、熱量低、無(wú)毒副作用等特點(diǎn)，在人體生理代謝中，它與其他功能糖醇一樣，與胰島素?zé)o關(guān)，不提高血糖值，不致齲齒等特點(diǎn)，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(shí)，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(guò)水解、差向異構(gòu)與酶異構(gòu)，然后加氫而得。
    我國(guó)利用海帶提取甘露醇已有幾十年歷史，這種工藝簡(jiǎn)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(zhǎng)期以來(lái)，其發(fā)展受到制約。上世紀(jì)我國(guó)的甘露醇年產(chǎn)量始終未超過(guò)8000噸。我國(guó)的合成法工藝在上世紀(jì)八十年代開(kāi)始試驗(yàn)、九十年代問(wèn)世，時(shí)間不長(zhǎng)，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(diǎn)，已經(jīng)取得了長(zhǎng)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(guò)去受到產(chǎn)量與價(jià)格的限制，甘露醇的應(yīng)用受到相當(dāng)?shù)募s束。隨著合成法甘露醇技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)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(diǎn)外，還具有自己獨(dú)特的生理性能。甘露醇進(jìn)入人體后，可以自由從腎小球?yàn)V過(guò)，且腎小管對(duì)甘露醇的重吸收極有限，在藥理學(xué)上無(wú)活性，在人體內(nèi)也很少代謝，也不易通過(guò)毛細(xì)血管進(jìn)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(dòng)，使組織與血管內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生滲透梯度，促進(jìn)液體從組織流向血管，迅速提高血漿滲透壓，使組織中過(guò)多的水分向血漿轉(zhuǎn)移，然后通過(guò)腎臟排泄系統(tǒng)排出體外，達(dá)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(yù)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(duì)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(duì)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(hù)腎臟的作用。正因?yàn)檫@樣，人們公認(rèn)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(dòng)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?yàn)楦事洞荚卺t(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(kuò)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(kuò)張血管作用，甘露醇可以簡(jiǎn)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(duì)于長(zhǎng)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(duì)胳蛋白磷酸肽延緩磷酸鈣的沉淀性能有增強(qiáng)作用。胳蛋白磷酸肽是目前研究最多，也是最有效的促進(jìn)鈣吸收因子。它可以與鈣離子形成可溶性復(fù)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(shí)可以在沒(méi)有維生素D參與的條件下被腸壁吸收，起到了補(bǔ)鈣的作用。在防齲齒口香糖中加入甘露醇，可以增強(qiáng)其延緩磷酸鈣沉淀的作用，幫助人體對(duì)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(gè)品種，又不與任何藥性成分起化學(xué)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(qiáng)度高，易崩解，保存時(shí)間長(zhǎng)，不會(huì)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(chǎng)上可以見(jiàn)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(bào)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(yù)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(lái)，人們對(duì)甘露醇的醫(yī)療作用作過(guò)許多研究。但由于甘露醇來(lái)源比較緊缺，而且市場(chǎng)供應(yīng)量波動(dòng)性大，所以人們對(duì)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(kuò)張，生產(chǎn)成本與價(jià)格也趨于穩(wěn)定。甘露醇進(jìn)入食品工業(yè)已經(jīng)勢(shì)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(dòng)。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?jī)H為8.36kJ/g。當(dāng)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(guò)果糖激酶，生成1－磷酸果糖，再生成二磷酸果糖，進(jìn)一步進(jìn)入磷酸丙糖循環(huán)，完成其生理代謝過(guò)程。而這一過(guò)程，不需要通過(guò)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(diǎn)：
    1、甘露醇在人體中的一次代謝途徑與胰島素?zé)o關(guān)，攝入后不會(huì)引起血液葡萄糖與胰島素水平大幅度的波動(dòng)，可供糖尿病人使用；
    2、甘露醇不會(huì)作為口腔微生物的營(yíng)養(yǎng)源，還可抑制突變鏈球菌的生長(zhǎng)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(dāng)于蔗糖的0.6，其溶解吸熱為－29Cal/g，相當(dāng)于木糖醇（－38Cal/g）的76%，利用這一特點(diǎn)，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(shí)，其溶解度僅為18克/100克，遠(yuǎn)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(dāng)用于口香糖、膠姆糖等其他食品時(shí)，可防止加工與使用過(guò)程中的粘連。
    5、甘露醇沒(méi)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(shí)，有一個(gè)共同特點(diǎn)，即超過(guò)一定量時(shí)，會(huì)引起腸胃不適或腹瀉。這是因?yàn)榇蟛糠痔谴荚谀c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(huì)產(chǎn)生很高的滲透壓，這樣導(dǎo)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(jìn)入大腸中，被腸道細(xì)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(guò)血液重新吸收和隨糞便排出的數(shù)量極限，會(huì)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(guó)政府規(guī)定，如果一次性服用甘露醇可能超過(guò)20克時(shí)，必須在食品標(biāo)志上加以說(shuō)明。

    在美國(guó)，甘露醇已經(jīng)大量用于食品工業(yè)，美國(guó)FDA規(guī)定甘露醇在各類食品中的最大使用量見(jiàn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(wú)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(fēng)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(wú)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(fēng)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(zhǎng)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(dāng)與高倍甜味劑復(fù)合作用時(shí)，可使甜味口感達(dá)到最佳，并能降低成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和儲(chǔ)藏性能。在巧克力糖衣制作時(shí)，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(huì)增加口腔酸度。這就意味著，不會(huì)促成牙垢與形成齲齒。美國(guó)牙醫(yī)協(xié)會(huì)認(rèn)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(hù)牙齒。美國(guó)食品與醫(yī)藥管理局同意在使用甘露醇等多元醇的無(wú)糖食品上標(biāo)注“不形成齲齒”的宣傳。
    國(guó)際上公認(rèn)，甘露醇在食品工業(yè)上的使用是安全的。美國(guó)FDA食品添加劑法規(guī)的批準(zhǔn)（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(huì)（JECFA）經(jīng)過(guò)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(guó)藥典/天然藥物篇，以及在世界各國(guó)的藥典中，包括食品化學(xué)手冊(cè)（FCC）都列有甘露醇。
    甘露醇作為保健功能性的作用，也越來(lái)越為人們了解。隨著甘露醇生產(chǎn)的擴(kuò)大及人們的保健意識(shí)提高，甘露醇對(duì)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(lái)愈多人們所認(rèn)識(shí)，甘露醇開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)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(xué)反應(yīng)，生成許多有機(jī)化學(xué)品。例如，在精細(xì)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(dá)180℃，這是其他多元醇生產(chǎn)的聚醚制造的泡沫塑料，所無(wú)法比較的，所以用于特殊管道保溫時(shí)，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(guó)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(shí)突破到5000小時(shí)。
    此外，甘露醇在日用化工、精細(xì)化工等化工領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。
    我國(guó)是世界是甘露醇生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，約占世界產(chǎn)量的四分之一左右。隨著國(guó)內(nèi)甘露醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與人們對(duì)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(huì)有更大有發(fā)展。