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丙二醇脂肪酸酯的作用

发布日期:2018/11/22 15:19:22

概述【1】

丙二醇脂肪酸酯是1,2一丙二醇与正羧酸反应生成的酯,也叫做丙二醇单、二脂肪酸酯或脂肪酸丙二醇酯,简称丙二醇酯(PGME)。丙二醇酯还可由环氧丙烷与脂肪酸反应得到,反应混合物主要由位置异构的丙二醇单脂肪酸酯和丙二醇二脂肪酸酯组成,经分子蒸馏可以得到丙二醇单脂肪酸酯,亦称蒸馏丙二醇单酸酯。丙二醇酯的感官性状与油脂相似,无味或油脂气味,El味似油脂。

色泽为白色、浅米黄色到褐色。一般为粘滞液态至蜡状固态,其稠度取决于酯化的脂肪酸,特别是双键的数目。丙二醇不溶解于水或甘油;加热时能够溶解于乙醇、1,2一丙二醇、异丙醇、大豆油等。其分子结构中疏水基团占优势,属W/O型乳化剂。丙二醇酯可以富集于界面处而改变界面张力,但只能使界面张力有较小的降低。

丙二醇酯以口一晶型存在,没有多晶型性但是具有口一晶型倾向性或趋口一晶型性,并能使其他乳化剂的d一晶型稳定,丙二醇酯具有良好的充气作用,可用于面包、糕点的制作。丙二醇酯在加热时发生分子内和分子间酰基转移而使酸值增加,这与受热强度与时间有关,一般来说丙二醇酯具有足够的热稳定性。丙二醇酯的水解敏感性小,因此在含水体系和较高温度时也可储用该类乳化剂。

性状与性能【2】

丙二醇脂肪酸酯为白色至浅黄褐色的粉末、薄片、颗粒或蜡状块体.或为黏稠状液体。本品的颜色和形态与构成脂肪酸的种类有关,如脂肪酸为硬脂酸、软脂酸时,则制品为白色固体,若由油酸、亚油酸等不饱和酸构成的,则制品为浅黄色液体,而由月桂酸酯化构成的.为流动态体。

产品无气味或稍有香气和滋味。纯丙二醇单硬脂酸酯的HLB值为3.4,是亲油性乳化剂,不溶于水(与热水激烈搅拌混合后可乳化),溶于乙醇、乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂。丙二醇脂肪酸酯的乳化力不是很强.故很少单独使用,常与甘油脂肪酸酯复配使用,可提高乳化效果。

毒性

毒性FAO/WHO(1985)规定,ADI为0~25 mg/kg。美国FDA将丙二醇脂肪酸酯列为GRAS物质。用含0.5%~7.52%丙二醇脂肪酸酯的饲料喂养大鼠13周,生长和内脏器官未发现异常。

应用【3】

用作乳化剂、消泡剂、稳定剂,作为乳化剂HLB值小,乳化活性不强,很少单用,常与单双甘油酯等其他乳化剂配合使用,起增效作用。但丙二醇脂肪酸酯有一个特性就是它具有口一品型倾向性,并能使其他乳化剂(如单甘酯)的d一晶型稳定,从而使得单甘酯保持或延缓口一晶型向伊晶型转换,使之具有良好的乳化稳定性能。可用于人造奶油,防止水分离及水飞溅。用于起酥油,能防止面包、西点等老化,改善其制造过程。

用于冰激凌可以提高膨胀性和保型性。具有很好充气能力,形成轻而稳定的泡沫,因而在酥蛋面包、干酪面包和蛋糕裱花奶油等食品中具有广阔的市场。丙二醇脂肪酸酯用于糕点。可缩短糕点配合料的混调时间,改善制造过程,防止制品老化和增大制品体积,用量为0.05%~0.2 Vo。还用于乳及乳制品、冷冻饮料、复合调味料、油炸食品、脂肪、油和脂肪乳化剂、乳化脂肪制品等多种食品,《食品安全国家标准  食品添加剂使用标准》(GB 276()一一2014)规定,丙二醇脂肪酸酯的使用范同与使用标准见表9-9。

制备方法【3】【4】

丙二醇脂肪酸酯的制备方法目前工业上多采用直接酯化法、醇解法(酯交换法)和环氧丙烷法。

(1)酸醇酯化法在少量酸性催化剂(如硫酸、磺酸、磷酸、三氯化铁等)作用下,脂肪酸和丙二醇在160~260"C下直接酯化(6~lOh),经中和、冷却、过滤、洗涤、干燥等一系列操作,可得丙二醇脂肪酸单酯、丙二醇脂肪酸二酯的混合物,混合物再经分子蒸馏即可制得丙二醇脂肪酸单酯。

(2)环氧丙烷法脂肪酸、环氧丙烷和少量的催化剂氢氧化钾,在100~150。C、无氧和294~490kPa的压力下反应即可。该法优点是通过控制反应物料的比例,可制得高含量的丙二醇单脂肪酸酯,但反应条件及对设备的要求相对比较高而且反应中存在着酯交换反应,产物为单酯、双酯、脂肪酸和丙二醇系列聚合物的混合物。

(3)醇解法  油脂、丙二醇和催化剂在120~180。(:范围内反应2~5h,得混合油脂,混合油脂再经分子蒸馏(条件:蒸发温度130℃,冷凝温度≤50℃,真空度≤7kPa),即可制得含量大于90%(质量)的丙二醇单脂肪酸酯。

 

质量指标

EWG及FCC、日本食品添加物公定书规定丙二醇脂肪酸酯的质量指标如下。

参考文献

[1]张天胜主编,表面活性剂应用技术,化学工业出版社,2001年09月第1版,第218页

[2]郝利平等主编,食品添加剂  第3版,中国农业大学出版社,2016.07,第171页

[3]刘程主编,食品添加剂实用大全  (修订版),北京工业大学出版社,2004年01月第1版,第225页

[4]化学工业部生产综合司编写,食品用化工产品手册,,,第115页