聚甘油脂肪酸酯

第 6期 琶 精 细 石 油 化 工 ～ 6l 聚甘油脂肪酸酯 ． 窨 蔗 · Q I I^L~l～ 聚甘油脂肪酸酯(PGFE)于1981年公认 可作为食品用乳化剂，国外已有十多家公司 生产，其中 日本就有五家。据预测，每年约增 长10 。美国每年约需1800t用于食 品乳化 剂 。 由于 PGFE具有 良好的表面活性，如表 面张力、起泡性 、浸透性、乳化性、可溶性、分 散性、溶解性，巳广泛用于食品工业，也应用 于化妆品、医药以及其它工业领域。 现将 PGFE的合成方法、性质及应用介 绍如下 。 1 PGFE的台成 1．1 聚甘油的制鲁 以甘油、3_氯一1，2环氧丙烷、缩水甘油为 原料 ，可合成聚甘油。工业生产一般采用甘油 垄厦牲 在碱催化剂存在下，高温晚汞孺笞蔼 成，但所得聚甘油不是单一成分，而是具有一 定分子量分布的混合物，如表1。 衰1 鼍甘油的性状 名 称 囊台度 分子量 l OH基数 OH基值 甘 油 1830 二 甘袖 2 1352 三甘 油 3 1]69 四 廿{由 { l07l 五甘 油 5 lO]2 六甘 袖 6 970 七甘 油 7 9 4】 八 甘油 8 920 九甘油 9 903 十甘油 l0 888 反应生成物是黄色到浓茶褐色的高粘性 液体。根据用途不同，可用活性炭或离子交换 树脂精制，高精1日j品是无色无臭的液体 制备 实饲 ：在465t。 · 甘油中加入4·5g氢氧 声 、 ■ ． 钠催化剂，于260℃回流脱 水缩合即得聚甘 油。在反应中须控制聚合度 1．2 PGFE的合成 PGFE可由聚甘油与脂肪酸直接醇化制 得，或油脂 与聚甘油进行酯交换制得。倒如 ， 聚甘油与脂肪酸在2．5 (mo1)NaOH催化剂 存在下，于260~280'C进行酯化反应 ，得聚甘 油脂肪酸醋。反应结束后，经过脱色、脱臭、过 滤、干燥等工序 ，除去未反应物及催化剂，即 得精品。根据脂肪酸的种类及醇化度，可得到 亲水性或亲油性的液体或固体酯 2 PGFE的毒性 对老鼠的急性毒性试验表明，接老鼠体 重投 P0FE 29glkg，进行 五天 喂饲，无 一死 亡 用l5 PGFE添加于饲料中，对三代鼠进 行长期 毒性试验表明，无致畸性，无突变性， 而且在体内无残 留。对人体试验结果表明， PGFE无毒性学举动，无副作用，所 以PGFE 是安全性高的食品添加剂 5 PGFE的性质 一 般说，聚甘油的聚合度高，脂肪酸的链 段短，故酯化度小的 PGFE为亲水性。亲水亲 油平衡值(HLB)1～l5的各种酯的一般性质 列于表2。与多元醇 系脂 肪酸酯相 比，PGFE 具有高粘性、高耐热性。据报道，PGFE的表 面活性如表面张力、起泡性、浸透性、乳化性、 可溶化性、分散性、溶解性等均 良好，在水溶 液中受酸、盐的凝聚作用和耐水解性也好。 衰2 HLB值卜·15的音种■的一般性质 蟛 维普资讯 http://www.cqvip.com 精 细 石 油 化 工 1993-~ 续表工 名 称 皂他值 碘 值 四甘油单油酸膏 ：17 52 8 四甘油五油酸膏 175 75 2 四甘油单月桂酸膏 135 <2 1O 六甘油单硬脂酸瞎 87 <2 11 六甘油五硬脂酸膏 16O <2 4 六甘油单油蘑麝 87 38 11 六甘油五袖酸膏 155 68 4 六甘油单月接酸醇 87 <2 13 十甘油单硬庸酸膏 68 <2 13 十甘油十硬庸酸膏 170 <2 3 十甘油单袖酸膏 73 32 13 十甘油十油酸膏 l70 73 3 十甘油单月桂酸膏 73 <2 15 5．1 乳化性 PGFE作为水包油型CO／W)或油包水型 (W／O)乳化剂，具有良好的乳化性能。 5．1．1 O／W 型乳化性 亲水性的 PGFE在中性 区域 的乳化性 ， 与高 HLB的蔗糖脂肪酸酯(sE)同等 ，但在强 酸性中 PGFE比SE好，在 pH为3．5～5的弱 酸性区域 中，PGFE的乳化性、稳定性 特别 好。市售的 SE水溶液受酸、盐作用 ，易引起 凝集、沉淀现象，而 PGFE水溶性在较低的 pH下，也无此现象。 5．1．2 W／O型乳化性 亲油性的 PGFE与其它 w／o型乳化剂 具有同样的乳化性能，而且稳定性、耐热性 优 ，粘性低。 5．2 结昌调整性麓 亲油性 的 PGFE具有抑制结 晶化的作 用，在可可脂或固化棕榈油中，加入适量的甘 油和硬酯酸酯 (OH基 数为12)后，则具有较 高的抑制结晶效果。调整 PGFE的酯化度 ，在 油脂中加入适量 的 PGFE，可改变油脂 的物 性 ，防止油脂结晶生成 ，赋予油脂光泽等。 亲油性的 PGFE如四甘油单硬脂酸酯， 是 a结晶型乳化剂，可作为海棉状糕饼的发 泡剂 亲水性的 PGFE具有防结冰的作用，能 改善 o／w 型乳液的耐冷冻和解冻效果。 5．5 牯度调节性能 PGFE具有降低含蛋白质的 o／w 型乳 液的粘度作用。 5．4 防止淀粉老化 ． 在淀粉 中加入适量 的 PGFE，可防止淀 粉老化，做成的奶糕具有良好的性能 。 5．5 抗曾性麓 中链段脂肪酸系的 PGFE，对各种菌具 有较强的抗菌作用 ，如六甘油单硬脂酸荫对 枯草菌有较强的抗菌能力。 5．6 防云集性麓 硬脂酸系 PGFE具有长时间防云集结块 作用，例如在聚烯烃(EVA，PE)树脂中加入适 量的 PGFE，可防止树脂云集结块。往涂布型 树脂 中加入月桂酸系 PGFE，防云集效果也 好 。 4 PGFE的用途 4．1 在食品中的应用 据 日本 资料介绍，80 以上的 PGFE用 于食品方面，其中乳化剂、考力克粘度降低剂 及油脂结晶调节剂约占70 。 在乳制品奶油中，加入亲水性 PGFE或 PGFE与卵磷脂、有机酸甘油酯、SE等并用， 可改善 o／w 型乳化稳定性、起泡性、保湿性 等 。 考力克是由可可、可可脂、砂糖和乳粉等 加工而成。在其嗣造过程中，要求粘度低，增 加可可脂配合量可降低其粘度，但为 了节省 高价值的可可脂，曾使用卵磷脂代替可可脂 i 由于 FGFE可降低粘度 ，所以又可使用价廉 的PGFE代替卵磷脂。对含低油脂或全油脂 的奶油，均可加入适量的 PGFE作为乳化剂。 在冰琪淋中加入 PGFE，可改善起泡性、 保型性等 ，还可赋予最 良好的稳定性。PGFE 可 作 为 醇饮 料 和 人造 奶 的乳 化 剂，利 PGFE在酸性条件下的 o／w 型乳化性能，可 使乳成分均匀分散于酸性强的咖啡中，制成 咖啡饮料。 ’’ 三甘油单硬脂酸醇可用于面包 中，作为 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 6期 精 细 石 油 化 工 防老化剂 。在面包 中加入适量的十甘油单月 桂酸酯，可使其体积增大、改善风味、粘齿性 和 口溶性。PGFE可作为海绵状糕饼的起 泡 ． 性乳化油脂 ，特别适用于含油脂量多的奶糕。 在油脂 中加入适量的亲油性 PGFE，可 防止 油脂结晶，如往考克力的油脂中加入 PGFE， ’ 可防止起霜。还可用作口香糖软化剂，防止121 r 香糖粘齿 ，也可用作糖果乳化剂 。 PGFE可用作鱼肉、畜肉制品的品质 改 善剂，果实、蔬菜的化学去皮助剂，砂糖浓缩 处理的消泡剂 ，饲料添加剂。亲水性强的十甘 油单月桂酸酯还可用作食品或食器的洗涤 剂 。 PGFE也可用在调 味料、着色料方面，如 PGFE可作为分散剂或乳化剂，使辣椒粉、食 用油、芝麻油作为调味料，均匀分散于食 品 中，还能使水溶性色素在食用油、饮料等酸性 水溶液中均匀着色。也可作为油溶性香料的 可溶化剂。 4．2 在化妆品中的应用 由于 PGFE对皮肤刺激性小，安全性高， 在 w／o型或 o／w 型乳化剂 中，可用作乳化 稳定剂、洗净助剂、保湿剂、分散剂和基料等。 4．5 在医药方面的应用 由于 PGFE的安全性、耐酸性、耐水解 性、与药理物质等的相容性好，所以可用作软 膏基剂、锭剂、散剂、注射液等制剂助剂，特别 是硬脂酸醇系 PGFE，对粉末药剂具有溶解 调节作用，对肠管有保护作用。 4．4 在其它工业中的应用 在各种树脂加土中加入适量 PGFE，可 提高树脂的耐热性 。例如 PGFE可作为聚氯 乙烯树脂和聚烯烃树脂的增塑剂、稳定剂、润 滑剂、防静电剂、防云集剂。也可用作 PVC和 苯乙烯树脂乳液聚合用乳化剂。 在纤维方面，PGFE可用作柔软剂、防静 电剂、耐热和润滑性等改进剂 。 PGFE还可用作天然橡胶和 SBR橡胶的 改性剂；润滑 油、合成油、杀虫剂、土壤稳定 荆 喷雾用分散剂 }胶粘剂的旄工性能改进剂 等。 国外对 PGFE的基本特性及应用还在进 行研究，我国 目前尚未开发此品种。我国发展 此品种的原料比较丰富，而 PGFE的安全性 高，用途又较广，因此值得加以开发。 (宁波市化工研究设计院 吕恩雄) (收稿 日期：1992—07—21) (上接第69页) 食品零加剂 日本相模研和东曹公 司，利用计算机 ，研制成功 了能使天冬酰转化率提高5倍的合成酶。 中间体 日本吴羽化学公司发现丁一氯乙醛的环状三聚 体，并开始向医药、农药为原料的精细化工领域散发 塑性弹性体，是 由聚苯乙婿和聚异戊二烯聚合而成的三嵌震共聚 体。它可代替性能良好的防雾材科及橐氯乙烯扳等 材料。 的水溶性洗净剂， 功能性洗净剂。该 损害臭氧层 ，又对 使油辑乳化，而直 接浮上水面，可用油分离器等连续除去。由于所排废 水中不古COD，SOD，正己烷萃取物，故废水处理较 易。 (奉刊■译) 维普资讯 http://www.cqvip.com