What is Glycerine? Uses, Production & Applications

更新日期：2024年7月18日作者：Yeo Yu Teng

甘油是否像硝化甘油一样具有爆炸性？完全没有。这种不起眼却用途极为广泛的成分在您每天使用的无数产品中发挥着幕后作用，从保持皮肤湿润到给零食增甜，甚至辅助医疗，数不胜数。但甘油到底是什么？它的用途为什么如此广泛？在本指南中，我们将探索甘油的奇妙之处，并揭示其起源和应用范围。

甘油是什么？

甘油是一种从植物油或动物油脂中提取的天然化合物。尽管来自油脂，但甘油一点也不油腻。它是一种无色透明的糖浆状液体。虽然甘油没有独特的气味，但尝起来却很甜。

对于科学爱好者来说，甘油的化学式是C3H8O3。虽然根据化学结构，它属于糖醇或多元醇，但它并不像葡萄酒和啤酒中的乙醇那样具有令人陶醉的效果。

Glycerine structure

甘油的一个关键特性是能够作为保湿剂，这意味着它能从周围环境中吸收水分。这种特性源于甘油结构中的三个羟基（-OH），使得甘油成为一种有效的保湿剂和防腐剂。

甘油的种类？

甘油有两种类型：天然甘油和合成甘油。

天然甘油可以从棕榈、椰子、油菜籽和大豆等植物油作物中提取，因此是纯素的。它也可以来自动物油脂，最常见的是牛肉或羊肉油脂。

合成甘油由石油基丙烯制成。它的化学成分与天然甘油相同。有时，合成甘油可能会与丙二醇混淆，因为它们都来自丙烯。不过，丙二醇只有两个羟基（-OH），而甘油有三个。

甘油是如何制成的？

甘油是从甘油三酯中提取的，甘油三酯是人类和动物体内脂肪以及植物油的主要成分。甘油三酯是三个脂肪酸链与一个丙三醇分子结合的酯。正因如此，我们想要得到甘油，就必须从脂肪酸链中”释放”出丙三醇。

Palm oil triglyceride chemical structure formula

甘油的故事始于1779年 ^[1]。瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）在将橄榄油与另一种含铅的化学物质一起加热时，偶然发现了甘油。随后，他在1783年报告了他的发现和甘油生产过程。今天，我们可以通过三种方式生产粗甘油：水解、皂化和酯交换。然后在蒸馏设备中将粗甘油蒸馏并漂白成精制甘油。

DGR Dutch Glyerin Refinery plant netherland Musim Mas

水解

当油与水强烈加热时，脂肪酸和丙三醇之间的键断裂，产生游离脂肪酸和粗甘油的混合物。我们称这个过程为水解，即用水分解。

Palm oil triglyceride hydrolysis for glycerine and fatty acid

皂化

在过去，甘油通常作为制皂过程中制取动物脂皂的副产品，也称为皂化反应，或碱性水解。这个过程包括用氢氧化钠等强碱溶液加热牛或羊油脂。皂化结合了水解和中和。

它的原理是：在水解过程中，热量和水导致油脂分裂成粗甘油和游离脂肪酸。然后，碱中和脂肪酸，形成一种称为脂肪酸金属盐的肥皂。

Palm oil triglyceride saponification for glycerine and fatty acid metal salt soap

酯交换

在过去，皂化和水解是生产甘油的主要方法。然而，到了2004年，随着生物柴油行业的快速增长，甘油市场发生了重大转变，而甘油是这个行业的副产品。如今，全球约70%的甘油供应来自生物柴油生产 ^[2]。

在生物柴油生产中，油脂与甲醇等醇类和催化剂一起加热，以产生生物柴油和粗甘油。这一过程称为酯交换，它将甘油三酯转化为另一种酯——脂肪酸甲酯，也称为生物柴油，同时会产生副产品粗甘油。

Palm oil triglyceride transesterification for biodiesel fatty acid methyl ester and glycerine

甘油有哪些用途？

甘油的多功能性体现在它在各行各业的广泛应用上。下文列出其主要用途：

食品和饮料

低糖食品甜味剂

甘油甜度约为蔗糖的60%，因此成为食品中极佳的替代成分 ^[3]。不同地区有自己的热量计算方法。在欧盟，甘油被归类为多元醇，根据欧盟第1169/2011号法规附件 XIV，其热量为2.4卡路里每克（kcal/g），或10千焦每克（kJ/g）^[4]。

甘油的血糖指数（GI）也比普通糖低。这意味着它导致的血糖水平飙升幅度较小，使甘油成为低糖食品的优良甜味剂。

延长保质期的防腐剂

甘油还可作为天然防腐剂，延长面包、蛋糕、饼干和其他烘焙食品的保质期。原理是吸引和结合食物中的游离水分，减少细菌和霉菌等微生物生长所需的水分。

质地和风味增强剂

甘油可改善食品质地，赋予其细腻柔滑的口感。它可作为软饮料和糖果中的调味剂和食用色素的溶剂，以及干果、能量棒、糖果和蛋糕中的保湿剂。

化妆品、护肤和个人护理

保湿剂和润肤剂

甘油是保湿霜、乳液、精华液、沐浴露等诸多护肤产品中的关键成分。作为一种保湿剂，它能吸附空气中的水分，将其与皮肤结合，保持皮肤水润。

我们的皮肤由死皮细胞和细胞间的天然脂质构成，就像砖块与水泥砌成的墙。它们形成的屏障能防止水分流失。一旦这层屏障受损，皮肤就会变得干燥皲裂。而甘油的润肤特性有助于软化粗糙肌肤，恢复柔滑触感。

抗衰老保湿霜

甘油可以渗透皮肤，增加细胞间的水量，使皮肤看起来更加饱满、紧致。这可以减少细纹和皱纹的出现，使甘油成为有效的抗衰老成分。它还具有良好的耐受性，适合所有皮肤类型，可轻松融入任何护肤程序。

制药

更好服用的药物

甘油的舒缓和润滑特性使其可用于止咳糖浆和药片中，防止喉咙发炎并使药物更好服用。它还使药丸更容易吞咽，并可作为各种药物配方中的溶剂和防腐剂。

伤口护理

如果您曾使用纱布包扎过擦伤或烧伤，您就会知道拆除纱布有多么痛苦。水凝胶成分的90%是水，通常含有甘油，不会粘在伤口上。这些敷料可以保持伤口温暖湿润，促进伤口加速愈合，而不会刺激组织。

工业应用

防冻液

甘油的凝固点很独特，因为它没有固定的凝固温度。当与特定浓度的水混合时，甘油的凝固点可低于零摄氏度 ^[5]。这就是为什么甘油被用作防冻剂来清除车道和飞机跑道上的冰。它也用于汽车发动机，以防止冬季结冰、防止腐蚀、帮助传热、防止生锈和水垢堆积。

使用甘油安全吗？

美国食品和药物管理局（FAD）指出，甘油”在按照良好生产规范使用时通常是安全的” ^[6]。虽然甘油通常是安全的，但在极少数情况下，它可能会对某些人造成过敏反应^[7]。如果您在使用含有甘油的产品后出现发红、瘙痒或皮疹，请立即停止使用。您可能需要去看医生，做个过敏测试来确认甘油是否确实是罪魁祸首。此外，可尝试换用不含甘油的替代品，并始终仔细检查产品标签。