Ментол

Ментол — это органическое соединение класса терпеноидов, вторичный циклический спирт, обладающий характерным мятным запахом и охлаждающим действием. В химическом отношении представляет собой 2-изопропил-5-метилциклогексанол-1. В природе наиболее распространён в эфирных маслах растений рода Mentha (мята), в частности мяты перечной (Mentha × piperita), где его содержание может достигать 40–50 %. Благодаря уникальным физиологическим свойствам ментол широко используется в фармацевтике, пищевой промышленности, косметологии и производстве табачных изделий.

История открытия и изучения

Первое выделение ментола в чистом виде приписывается немецкому химику Фридриху Вильгельму Адаму Зертюрнеру, однако систематическое изучение соединения началось в XIX веке. В 1771 году ментол был впервые описан в научной литературе, а его кристаллическую форму получил в 1832 году французский химик Жан-Батист Дюма. Структура молекулы была установлена в 1881 году немецким химиком Отто Валлахом, который в 1910 году получил Нобелевскую премию по химии за исследования алициклических соединений, включая терпены.

Промышленное производство ментола началось в конце XIX века. Первоначально его получали исключительно из натурального эфирного масла мяты перечной. В 1970-х годах компания Haarmann & Reimer (ныне часть Symrise) разработала первый экономически выгодный метод полного синтеза ментола из тимола, что позволило снизить зависимость от сельскохозяйственных культур и стабилизировать цены.

Физико-химические свойства

Ментол представляет собой бесцветные кристаллы или кристаллический порошок с сильным мятным запахом. Температура плавления — 41–44 °C (в зависимости от оптической чистоты), температура кипения — 212 °C. Он умеренно растворим в воде (около 0,4 г/л при 25 °C), хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, хлороформе и жирных маслах.

Молекула ментола содержит три хиральных центра, что обусловливает существование восьми стереоизомеров. Наиболее распространён в природе и обладает наибольшей физиологической активностью (−)-ментол (левовращающий изомер). Другие изомеры (например, (+)-ментол, изоментол, неоментол) встречаются в меньших количествах и имеют другие пороги вкуса и запаха.

Механизм охлаждающего действия

Охлаждающий эффект ментола обусловлен не снижением температуры, а активацией холодовых рецепторов TRPM8 (transient receptor potential cation channel subfamily M member 8), расположенных на мембранах сенсорных нейронов кожи и слизистых оболочек. Ментол связывается с этими рецепторами, вызывая их деполяризацию и передачу сигнала в мозг, который интерпретируется как ощущение холода. Этот эффект не зависит от фактической температуры окружающей среды и может проявляться при концентрациях от 0,01 до 0,1 %.

Применение

Фармацевтика и медицина

Ментол входит в состав многих лекарственных средств и медицинских изделий. Основные области применения:

• Местнораздражающие и отвлекающие средства: мази, гели и бальзамы при мышечных болях, артрите, невралгиях. Ментол вызывает расширение поверхностных сосудов и ощущение тепла, сменяющееся холодом.
• Противокашлевые и отхаркивающие препараты: леденцы, сиропы, ингаляторы. Ментол рефлекторно стимулирует секрецию бронхиальных желёз и облегчает отхождение мокроты.
• Средства от насморка: назальные капли и спреи (например, «Пиносол»), содержащие ментол в комбинации с эфирными маслами.
• Антисептики и стоматологические средства: зубные пасты, ополаскиватели, гели для полости рта. Ментол обладает слабой антибактериальной активностью и освежает дыхание.
• Препараты для лечения зуда и раздражения кожи: лосьоны, кремы после укусов насекомых.

Пищевая промышленность

Ментол используется как ароматизатор и вкусовая добавка. Входит в состав:

• жевательной резинки (например, «Orbit», «Dirol»);
• кондитерских изделий (леденцы, карамель, шоколад с мятной начинкой);
• безалкогольных напитков (мятные лимонады, чайные напитки);
• алкогольных напитков (ликёры, настойки, коктейли — «Мохито», «Мятный джулеп»).

Допустимая суточная доза (ADI) ментола как пищевой добавки установлена на уровне 0–4 мг/кг массы тела (по данным ВОЗ).

Косметология и парфюмерия

В косметических средствах ментол применяется как ароматизатор, охлаждающий компонент и консервант. Входит в состав:

• шампуней и бальзамов для волос (ощущение свежести кожи головы);
• гелей для душа и пен для ванн;
• кремов для бритья и лосьонов после бритья;
• дезодорантов и антиперспирантов;
• средств для ухода за полостью рта.

В парфюмерии ментол используется в нотах «зелёных» и «травяных» композиций, а также для придания свежести одеколонам и туалетной воде.

Табачная промышленность

Ментол является одним из наиболее распространённых вкусовых добавок в табачных изделиях. Сигареты с ментолом (например, «Marlboro Menthol», «Camel Crush», «Newport») содержат от 0,1 до 0,5 % ментола от массы табака. Ментол маскирует резкость табачного дыма, облегчает вдыхание и может способствовать более глубокому затягиванию. В России и ряде других стран обсуждается ограничение или запрет ментоловых сигарет в рамках борьбы с курением. В 2020 году вступил в силу запрет на ментоловые сигареты в странах Европейского союза (Директива 2014/40/EU).

Синтез и производство

Ментол получают двумя основными способами:

1. Натуральный ментол — выделяют из эфирного масла мяты перечной методом кристаллизации при охлаждении. Масло охлаждают до −10…−20 °C, выпавшие кристаллы отделяют центрифугированием. Выход составляет 40–50 % от массы масла. Основные производители — Индия, Китай, Бразилия, США.

1. Синтетический ментол — получают из тимола, цитраля или мирцена. Наиболее распространённый промышленный процесс — гидрирование тимола в присутствии катализатора (никеля или палладия) с последующей изомеризацией и разделением изомеров. Синтетический ментол может быть как рацемической смесью, так и оптически чистым (−)-ментолом. Крупнейшие производители — Symrise (Германия), Takasago (Япония), BASF (Германия).

Годовое мировое производство ментола оценивается в 30–40 тыс. тонн (2023 год), из которых около 60 % приходится на синтетический продукт.

Биологическая активность и безопасность

Ментол обладает рядом биологических эффектов:

• Местноанестезирующее действие: в концентрациях выше 1 % ментол блокирует натриевые каналы, вызывая временное онемение.
• Противовоспалительное действие: подавляет продукцию провоспалительных цитокинов (IL-6, TNF-α) в экспериментах in vitro.
• Антибактериальное действие: активен в отношении Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Candida albicans при концентрациях 0,5–2 %.
• Спазмолитическое действие: расслабляет гладкую мускулатуру желудочно-кишечного тракта.

При наружном применении ментол считается безопасным в концентрациях до 5 %. При приёме внутрь в больших дозах (более 1 г) может вызывать тошноту, рвоту, головокружение, угнетение центральной нервной системы. Летальная доза (LD50) для крыс при пероральном введении составляет около 3,3 г/кг. У детей до 2 лет применение ментолсодержащих средств на область носа и груди противопоказано из-за риска ларингоспазма и апноэ.

Правовой статус

В Российской Федерации ментол разрешён к использованию в качестве пищевой добавки (ароматизатор) и лекарственного средства. Он входит в перечень разрешённых косметических ингредиентов. В отношении табачных изделий с ментолом действуют ограничения: с 2021 года в России запрещена продажа сигарет с ментолом в концентрации, превышающей 0,1 % от массы табака (Технический регламент Таможенного союза «Технический регламент на табачную продукцию»). В странах Европейского союза, Великобритании, Канаде и ряде штатов США ментоловые сигареты полностью запрещены.

Источники

1. Burdock G. A. Fenaroli’s Handbook of Flavor Ingredients. — 6th ed. — CRC Press, 2016.
2. Eccles R. Menthol: Effects on nasal sensation of airflow and the drive to breathe // Current Allergy and Asthma Reports. — 2003. — Vol. 3, № 3. — P. 210–214.
3. McKemy D. D., Neuhausser W. M., Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation // Nature. — 2002. — Vol. 416, № 6876. — P. 52–58.
4. Stohs S. J., Preuss H. G., Keith S. C. A review of the safety and efficacy of menthol // Journal of the American College of Nutrition. — 2018. — Vol. 37, № 3. — P. 195–207.
5. Государственная фармакопея Российской Федерации. — XIV издание. — Т. 2. — М., 2018.
6. Технический регламент Таможенного союза «Технический регламент на табачную продукцию» (ТР ТС 035/2014).