Systematický název propylenglykolu je propan-1,2-diol, někdy se používá i název monopropylenglykol. Jedná se o viskózní kapalinu s chemickým vzorcem C3H8O2. Propylenglykol má široké uplatnění, a to zejména kvůli svým konzervačním a hygroskopickým vlastnostem. V potravinářství slouží mimo jiné jako emulgátor, zahušťovadlo či protispékací prostředek. Kromě nemrznoucích směsí se vyskytuje také v elektronických cigaretách, v kosmetických produktech a v různých léčivech.
Co se dozvíte v článku
Co je E1520?
Pod potravinářským aditivem E1520 se skrývá propylenglykol. V potravinářství má stabilizační, smáčecí, protispékací, odpěňovací, emulgační a zahušťovací funkci. Především ale působí jako rozpouštědlo pro aromata a barviva. Najdeme ho tedy ve složení esencí rumu, vanilky nebo citronu.
Propylenglykol se obecně považuje za bezpečný pro užití v potravinách, ale i léčivech a výrobcích osobní péče. Mimo jiné byl schválen Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv. V potravinách by ale množství přídatné látky E1520 nemělo překročit 3 g/kg, v nápojích pak 1 g/l. To jsou hodnoty přípustné v USA, v Evropě jde o 1 g/kg. Podle odhadů však v současnosti jeho příjem převyšuje doporučenou denní dávku.
Propylenglykol se vyznačuje velmi nízkou toxicitou a v těle se metabolizuje na kyselinu mléčnou. Na základě výzkumu se došlo k tomu, že jen ve vzácných případech má negativní účinky a ty se navíc pojí s extrémně vysokými dávkami. Konkrétně je znám pouze jeden případ toxicity, kterou vyvolalo požití nadměrného množství skořicové whisky, jejíž součástí byl i propylenglykol. Daný jedinec byl nalezen v bezvědomí, přičemž za jeho příznaky mohl i alkohol. [1, 2, 3, 4, 5]
Chemické vlastnosti
Propylenglykol je bezbarvá viskózní sirupovitá kapalina bez zápachu, jejíž chemický vzorec je C3H8O2. Řadí se mezi dioly, jelikož obsahuje dvě alkoholové skupiny. Je znám též coby monopropylenglykol, systematický název pak zní propan-1,2-diol. Jeho molární hmotnost činí 76,10 g/mol, hodnota bodu tání je –59 °C a bodu varu 188,2 °C. Kromě toho je mísitelný s vodou a rozpustný v esenciálních olejích.
Při vysokých teplotách může propylenglykol oxidovat na kyselinu mléčnou, octovou, pyrohroznovou a propionaldehyd, při nízkých teplotách je však stabilní. Z důvodu, že je hygroskopický, by měl být uschován na suchém a chladném místě. Reakcí propylenglykolu s kyselinou fluorovodíkovou, dusičnou a dusičnanem stříbrným přitom může vzniknout výbušný fulminát stříbrný.
Co se týče výroby propylenglykolu, komerčně se vyrábí přímou hydrolýzou propylenoxidu s vodou. Nahradit lze chlorhydrinovým procesem či peroxidací. Na počátku je vždy monomer propylenu, přičemž propylenoxid je meziproduktem, z nějž následně reakcí vzniká propylenglykol.
Polymerem propylenglykolu pak je polypropylenglykol, jehož chemický vzorec je C6H14O3. Jedná se o polyether. Tato organická látka se snadno biologicky rozkládá a vykazuje nízký potenciál adsorbovat do půdy.
V roce 2001 přišli Randy Cortright s Jamesem Dumesicem s procesem, při němž se propylenglykol vyrábí z chemikálie na bázi kukuřice, konkrétně šlo o kyselinu mléčnou. Obešli tak použití chemikálie na bázi ropy. Přínosem tohoto postupu je snížení nákladů na výrobu této sloučeniny.
Jaký je rozdíl mezi propylenglykolem a etylenglykolem?
Obě sloučeniny spojuje, že se jedná o glykoly, bezbarvé viskózní kapaliny bez zápachu. Odlišují se však chemickou strukturou, propylenglykol obsahuje o jeden atom uhlíku víc než etylenglykol, což se odráží na jejich fyzikálních a chemických vlastnostech. Na rozdíl od propylenglykolu, jenž se pokládá za bezpečný pro lidskou spotřebu a uplatňuje se coby potravinářská přídatná látka E1520, je etylenglykol vysoce toxický a jeho požití může vést k vážným zdravotním problémům, a to selhání ledvin, záchvatům, a dokonce i smrti.
Co se týče jejich fyzikálních vlastností, oproti etylenglykolu se u propylenglykolu uvádí vyšší bod varu a nižší bod tuhnutí, pročež je méně viskózní a lépe se s ním manipuluje při nízké teplotě. Z pohledu jejich vlivu na životní prostředí se etylenglykol považuje pro divokou zvěř či v rámci mořského života za škodlivější. [6, 7, 8, 9, 10, 11]
Použití E1520 v potravinářství
Potravinářské aditivum E1520 čili propylenglykol se dává do potravin, aby prodloužil jejich trvanlivost a zachoval v nich vlhkost, tedy předešel jejich vysychání. Jako zahušťovadlo zlepšuje strukturu a chuť produktů, jako protispékací prostředek zamezuje hrudkování práškových výrobků a jako emulgátor znemožňuje oddělení určitých složek, jako například oleje a octu v zálivce na salát.
Přesto, že převažuje výroba propylenglykolu z ropy, se některé společnosti přiklání k jeho produkci z rostlin, jako je řepka či sója. Přísada E1520 se přitom nachází kupříkladu v pečivu, salátových dresincích, nealkoholických nápojích (ochucené ledové kávě) nebo mražených potravinách. Za normálních podmínek se propylenglykol vyznačuje dobrou chemickou stabilitou, což může za jeho dlouhou životnost a stabilitu při skladování. Při výrobě piva se ho užívá ke kontrole teploty a při produkci vína pak předchází kažení.
Potraviny obsahující E1520
Pokud vás zajímá, v jakých potravinách se potravinářské aditivum E1520 neboli propylenglykol nachází, níže uvádíme výčet některých produktů obsahujících ho:
- salátové dresinky,
- margarín,
- soda,
- modifikovaný kukuřičný škrob,
- koření a polévkové směsi,
- potravinářská barviva a aromatické extrakty,
- směs na pečení (dortů, palačinek, sušenek či muffinů) nebo polevy,
- marshmallow, ořechy a kokosové vločky,
- mražené dezerty (zmrzliny, mražený jogurt atd.),
- ochucená ledová káva nebo popcorn.
Kromě toho bývá propylenglykol součástí krmiv pro psy a kočky. Podle všeho ho najdeme i v pražených sezamových semínkách, pekanových ořeších, parmazánu, kakau a lanýži. Zrádnost E1520 coby rozpouštědla pro jinou přísadu (barvivo, aroma) spočívá přitom v tom, že v takovém případě nemusí být uveden na etiketě. [12, 13, 14, 15, 16]
Účinky propylenglykolu na zdraví
O jeho účincích se vedou debaty, nebylo však zjištěno, že by stál za rozvojem rakoviny, poškozením genů či narušením plodnosti. Alergie na propylenglykol je nicméně jedním z jeho typických nežádoucích účinků. Dráždivá kontaktní dermatitida může nastat po užití některého z kosmetických produktů, kterého je propylenglykol součástí. Náchylní jsou k ní lidé s citlivou pokožkou či trpící nějakým kožním onemocněním.
Pokud přemýšlíte o tom, jak se projevuje alergie na propylenglykol, pak vězte, že při alergické reakci se dostavuje svědění, otok či dané místo zčervená. Obvykle se při ní vyrážka objevuje na obličeji nebo bývá rozptýlená po těle. Potíže většinou po krátké době odezní, a to poté, co tělo sloučeninu odbourá. Pokud se tak nestane, aplikují se steroidní krémy. Zasažení očí a obličeje propylenglykolem může také způsobit podráždění a vést k mírnému zánětu spojivek.
Zároveň může být propylenglykol potenciálně nebezpečný pro ledviny. Obsahují ho různé intravenózní léky, například lorazepam. A právě u lorazepamu se zjistilo, že dlouhodobé pobírání vysokých dávek tohoto léku vedlo ke zvýšené hladině kreatinu, což značí špatnou funkci ledvin.
Jeho funkci v lécích objasňuje MUDr. Daniel Petr: „Propylenglykol se používá jako rozpouštědlo ve vodě nerozpustných složek léčebných přípravků. Zároveň léčiva stabilizuje a zvyšuje jejich trvanlivost.“
Projevila se u vás alergie na propylenglykol?
Chronicky nemocným se doporučuje této látce raději vyvarovat, jelikož by se v jejich těle mohla akumulovat v podobě kyseliny mléčné. Hromadění kyseliny mléčné je nebezpečné proto, že se pojí se zvýšeným rizikem selhání ledvin nebo acidózou. Na toxicitu propylenglykolem přitom poukazují záchvaty, křeče nebo stav, při němž je zpomalena mozková aktivita.
O jeho účincích hovoří MUDr. Daniel Petr: „Propylenglykol je metabolizován játry a následně odstraňován ledvinami. Pro pacienty trpící onemocněním těchto orgánů je vhodné snížit denní dávku propylenglykolu. Ve zvýšené koncentraci negativně ovlivňuje nervový systém.“
Při běžných dávkách a expozici u jedinců s normální funkcí ledvin a jater však propylenglykol není bioakumulativní. Což znamená, že se v těle nehromadí, ale během 48 hodin se rozloží na kyselinu mléčnou. Na druhé straně je ale pro člověka zvláště riskantní se propylenglykolu vystavovat konstantně, jelikož v takovém případě způsobuje vyšší náchylnost pokožky k absorpci všeho, s čím se dostane do kontaktu.
K jeho vlivu na srdce se vyjadřuje MUDr. Daniel Petr: „V opravdu vysokých dávkách způsobuje propylenglykol tachykardii, arytmie a snižuje krevní tlak. Popisované zdravotní komplikace se ale spíše vyskytnou při podání většího množství propylenglykolu intravenózně.“
Co se týče užívání propylenglykolu u novorozenců, nebyly sice prokázány žádné jeho vedlejší účinky, ale faktem zůstává, že ho kojenci nejsou schopni rozložit tak rychle jako dospělí. To je dáno tím, že se jejich enzymatické cesty v době narození stále vyvíjí. Proto by se této látce měly děti raději vyhnout.
K rozložení propylenglykolu totiž potřebují enzym alkoholdehydrogenázu, jehož nízká hladina byla registrována kromě dětí i u těhotných žen. Nepříznivá reakce na požití potravin obsahujících ho přitom známa není, nicméně při injekčním podání vitaminů s propylenglykolem ve vysokých dávkách byly zaznamenány některé případy, kdy u předčasně narozených dětí vyvolal záchvaty. [17, 18, 19, 20]
Další využití propylenglykolu
Propylenglykol bývá součástí nemrznoucích směsí a rozmrazovacích roztoků, nachází se v hydraulických kapalinách či výměnících tepla. Ty využívají jeho schopnosti snižovat bod tuhnutí vody a zabraňovat poškození zařízení při nízké teplotě. Rovněž se aplikuje při produkci odmrazovacích a protinámrazových roztoků pro letadla, přistávací dráhy a vozovky. V nemrznoucí směsi vystřídal propylenglykol etylenglykol kvůli tomu, že etylenglykol se považuje za velmi toxickou látku.
Mimoto slouží coby rozpouštědlo při výrobě barev, inkoustů, barviv a nátěrů. Umožňuje v nich rozpouštět a dispergovat pigmenty a další složky. Ve zdravotnictví obsahují propylenglykol určité intravenózní léky, léky proti kašli a topické masti, jako například kortikosteroidy.
Dále se užívá jakožto konzervační látka pro injekce, perorální tekutiny nebo ušní, oční či zubní přípravky. Pokládá se přitom za lepší rozpouštědlo, než je to glycerové, a je schopný rozpouštět kortikosteroidy, barbituráty, lokální anestetika nebo třeba vitamíny A a D. Pokud je v poměru 1:1 s vodou, dokáže zpomalit hydrolýzu jistých léčiv a zvýšit stabilitu výrobku.
Jelikož je propylenglykol hygroskopický, nachází využití i v kosmetice. Vykazuje vysokou afinitu k molekulám vody, a protože dovede absorbovat vlhkost z okolního prostředí, pokládá se za účinné zvlhčující činidlo v produktech určených k péči o pleť. Propylenglykol najdeme v pleťových vodách, deodorantech, krémech, šamponech a zubních pastách. Kromě hydratace pokožky přispívá ke zlepšení textury a stabilizuje složení produktů. Oproti glycerinu je méně mastný a poskytuje lepší propustnost pokožky.
Roli teplonosné kapaliny plní v geotermálních topných systémech a solárních ohřívačích vody. Propylenglykol se vyskytuje i v tabákových výrobcích jakožto konzervační činidlo a činidlo udržující v nich vlhkost. Jeho hygroskopické vlastnosti by přitom mohly stát za pocitem sucha v ústech, na který si někteří uživatelé e-cigaret stěžují. Při divadelních představeních nebo v rámci ukázek hasičů se prostřednictvím něj pak tvoří umělý kouř. [21, 22, 23, 24]
Zdroje: infocons.org, cnchemsino.com, draxe.com, webmd.com, healthline.com, medicinenet.com, britannica.com, chemicalbook.com, pubchem.ncbi.nlm.nih.gov, santos.com, chemicals.co.uk