1、1表面活性剂蔗糖脂肪酸酯的合成与应用2摘要蔗糖酯是一种高效乳化剂和表面活性剂，在工业上具有广泛的用途。对蔗糖酯的合成和分析方法研究进展进行综述，其合成方法主要有溶剂法、无溶剂法、微乳化法和酶催化法4种。其中溶剂法和酶催化法需用有毒溶剂，限制了产品在食品等行业的应用；无溶剂法反应温度较高，易产生焦化，产品质量得不到保证；微乳化法以丙二醇或水代替有毒溶剂，利用乳化剂使反应体系成为近似均相，是无毒高效的生产工艺。介绍薄层色谱、柱层析、高效液相色谱、红外色谱等在蔗糖酯分析中的应用，并总结了各自的特点。关键词：蔗糖酯；合成；表面活性剂- 1 -目录表面活性剂蔗糖脂肪酸酯的合成与应用 .1摘要 .1引言
2、.- 2 -非离子表面活性剂蔗糖脂肪酸酯 .- 3 -一蔗糖酯的制备 .- 3 -1.1 蔗糖酯的制造流程 .- 3 -二蔗糖酯 S 系列产品质量指标 .- 4 -三蔗糖酯 S 系列产品规格型号 .- 4 -四蔗糖酯的物化性能 .- 4 -五蔗糖酯的作用 .- 5 -5.1 乳化作用 .- 5 -5.2 分散作用 .- 5 -5.3 改变淀粉性能 .- 5 -5.4 抑菌作用 .- 6 -5.5 起泡和抑泡作用 .- 6 -5.6 黏度调节剂 .- 6 -5.7 润滑光泽剂 .- 6 -5.8 结晶调节剂 .- 6 -六使用方法 .- 6 -七蔗糖脂肪酸酯的实际应用 .- 7 -7.1 蔗糖脂
3、在食品行业中的应用 .- 7 -7.2 乳制品 .- 8 -7.3 脂肪和油的加工 .- 9 -7.4 其它 .- 9 -7.5 蔗糖脂在日化用品中的应用 .- 10 -7.6 蔗糖脂在医药制品中的应用 .- 11 -八蔗糖脂肪酸酯的制备 .- 12 -8.1 蔗糖脂肪酸酯的合成原理 .- 12 -8.2 酯交换法 .- 12 -8.3 溶剂法 .- 13 -8.4 反应溶剂的选择 .- 13 -8.5 制备方法 .- 13 -九蔗糖酯的纯化 .- 17 -9.1 蔗糖脂肪酸酯的分析 .- 18 -9.2 测定蔗糖酯的纯度 【23】 .- 18 -结 语 .- 22 -参考文献 .- 23 -
4、 2 -引言蔗糖脂肪酸酯又名蔗糖酯，简称SE，以蔗糖为原料与九至二十二碳脂肪酸在适当体系内酯化反应生成的酯，它对水和油有良好的乳化作用，HLB值能在宽范围内进行调节。作为一种良好的非离子表面活性剂，广泛应用于食品，制药，日化等众多领域，具有广阔的发展前景。高酯化的SE具有良好的保健作用，其进入人体内后，能以胶束的形式将血液中的胆固醇带出体外，因此可预防和治疗多种心血管疾病。另外蔗糖脂肪酸酯具有食用油脂的表观性能和口感，使用后不产生热量，是较好的预防和控制肥胖的食品、治疗与预防高胆固醇疾病的食品添加剂。合成SE的方法基本上为2种，溶剂法和无溶剂法。由于SE对皮肤刺激性小，无毒，易被生物降解不引起
5、污染，原料也是可再生的资源，SE又有良好的使用性能，应用范围广等，是优良的绿色环保产品，因此倍受科技界的重视。近几十年来，对SE的研究成果取得了重大成果，而SE的生产，已成为一个日益兴旺的工业，其生产工艺日益成熟，其应用领域也在不断扩大。由于其用途不断被开发，市场潜力巨大，极具发展前景。- 3 -非离子表面活性剂蔗糖脂肪酸酯一蔗糖酯的制备蔗糖酯是由蔗糖和食用脂肪酸经过酯交换反应而制成。蔗糖的OH（羟基）亲水基，脂肪酸的碳链部分为亲油基制得的乳化剂，因蔗糖上有8个OH基，故可接18个脂肪酸，其酯化的产物即有单酯、双酯、三酯、多酯。单酯含量越多，HLB值越高；双酯、三酯、多酯含量越多，HLB值越低
6、。由此，我们可以知道，蔗糖酯具有广泛的HLB值，产品型号有S-1S-16。蔗糖酯作为一种安全高效的非离子型表面活性剂，在食品行业中得到广泛的应用。1.1 蔗糖酯的制造流程蔗 糖酯化反应 蔗糖酯脂肪酸化学结构式为：CH2COOR CH2OH* OH O H HOH H O H HO CH2OH*OHH OH OH H*能与脂肪酸结合成二酯或三酯的羟基位置。分子式：（RCOO）nC12H12O3（OH）8-n，其中：R 脂肪酸的羟基；n 蔗糖的羟基酯化数。- 4 -（以蔗糖单硬脂酸酯计，R=C17H35，分子式为C30O12H56，分子量608.76）二蔗糖酯S系列产品质量指标1.1符合（QB22
7、4596）标准项 目 名 称 指 标 项 目 名 称 指 标酸值（以mgKOH/g计） 5.0 游离糖（以蔗糖计）% 10.0砷（As）% 0.0001 水分，% 4.0重金属（以Pb计）% 0.0015 灰分，% 5.01.2符合日本食品添加剂标准项目名称酸值mgKOH/g二甲基甲酰胺g/g游离糖% 水分% 炽灼残渣%重金属mg/kg砷mg/kg指标 6.0 1.0 5.0 4.0 2.0 20 4.0三蔗糖酯S系列产品规格型号型号 S-1 S-3 S-5 S-7 S-9 S-11 S-13 S-15 S-16HLB 1 3 5 7 9 11 13 15 16四蔗糖酯的物化性能1、蔗糖酯是一
8、种乳白色至黄褐色粉末。无臭无味。2、在水中分散或溶解，溶于氯仿，易溶于热的乙醇、丙二醇等有机溶剂。3、弱酸、弱碱条件下稳定。4、强酸强碱下易分解，在PH值低于4.2时不稳定，温度高于141时开始分解。5、蔗糖酯属于非离子型表面活性剂，由于分子中有强亲水性的蔗糖残基团和亲油性的硬脂酸基团，因而是一种优良的食品乳化剂。蔗糖酯对人具有极高的安全性，无毒，不刺激皮肤和黏膜。而且，在人体内，经酶解作用，蔗糖酯可水解为蔗糖和脂肪酸，前者再进一步分解为葡萄糖和果糖，具有一定的营养作用。五蔗糖酯的作用5.1 乳化作用蔗糖酯是一种非离子表面活性剂，可以在水油界面产生吸附，形成界面膜，在这种界面膜中，蔗糖酯按其分
9、子内极性发生定向排列，即亲油部分伸向油，而亲水部分朝向水定向排列。其结果是油分子与蔗糖酯的亲油部分为一方与水分子和蔗糖酯的亲水部分为另一方之间相互作用。溶液中加入蔗糖酯后，能显著降低界面张力，改变体系的界面状态，从而使一- 5 -种液体以液滴形式分散于另一种液体中，即形成乳状液。界面膜具有一定的强度，对分散相液滴起保护作用，使液滴在相互碰撞中不易聚结，防止油脂分层、上浮。蔗糖酯的亲水部分与水相互作用的强度决定所形成的乳状液类型。相互作用大时，水的表面张力大大下降，接近于0，此时水发生松弛，不再形成液滴，而变成乳状液的外相，故形成水包油（O/W）型乳状液；水和乳化剂的亲水部分之间相互作用小时，水
10、的表面张力下降得不大，因此，形成油包水（W/O）型乳状液。蔗糖酯能与蛋白质相互作用，使蛋白质的原始结构展开，并与展开的蛋白质分子的疏水区域结合，从而增加了蛋白质的亲水性，使溶解度增大。这种作用可提高蛋白质稳定性，防止蛋白质凝聚、沉淀等现象。蔗糖酯的亲水亲油平衡值（HLB值）范围很广（116），当制备O/W（水包油）型乳剂时，如甜牛奶、纯牛奶、植物蛋白饮料等，通常选用HLB值较高的蔗糖酯，可防止蛋白质凝聚和油脂上浮，不产生沉淀、分层、油圈等现象；当制备W/O（油包水）型乳剂时，通常用HLB值低的蔗糖酯，可获得稳定的乳液。5.2 分散作用蔗糖酯的表面活性较强，吸附在分散相固体小粒子上，使分散相固体
11、微粒均匀分散且不易沉淀，改善食品的溶解性和分散性，防止结块、结团，可用于固体饮料、液体饮料、配方乳粉和含油粉末食品中。改善饮料口味和食品加工性能蔗糖酯是一种无异味的黏度、口感调节剂。使用蔗糖酯的乳制品，吞咽时感到细腻滑爽，有厚实感。5.3 改变淀粉性能蔗糖酯可以进入淀粉的螺旋体结构，其脂肪基团与淀粉形成络合物，使面制品具有良好的组织结构，防止淀粉老化，也可作为冷冻面团的防冻剂。加入蔗糖酯可以控制面制食品的水分含量，增强食品抗老化性能，延长面制品的货架期。5.4 抑菌作用在咖啡饮料和植物蛋白饮料中，蔗糖酯能有效抑制耐热芽孢菌的生长繁殖。在罐头中加入蔗糖酯，可起防腐作用。水果和蔬菜经蔗糖酯溶液浸渍
12、后贮藏，能起到保鲜效果。5.5 起泡和抑泡作用- 6 -起泡作用：一般选用HLB值高的亲水性的蔗糖酯，使用蔗糖酯型号：S-11S-16。抑泡作用：一般选用HLB值低的亲油性的蔗糖酯，使用蔗糖酯型号：S-1S-5。5.6 黏度调节剂在制糖工业中，采用蔗糖酯做黏度调节剂，简化操作工艺，提高蔗糖的回收率，在巧克力制作中，蔗糖酯可用作黏度降低剂。5.7 润滑光泽剂在糖果压片时，可采用低HLB蔗糖酯作为润滑剂代替传统的滑石粉、硬脂酸镁等，使糖果的性能、风味、卫生大大得到改善。在奶糖制作时，使用蔗糖酯，可防止切割时黏附机器，包装时不黏附包装纸。5.8 结晶调节剂对于以氢化植物油或动物油为主要成分的油脂产品
13、（人造奶油、起酥油等），通过添加蔗糖酯S-1S-5，能促进油脂结晶化，形成细微的结晶，生产出来的加工油脂产品润滑性能好，又具备优越的延展性。在巧克力制品中，添加蔗糖酯S-7S-9，可起到抑制油脂结晶的生长，防止巧克力表面起霜。六使用方法1.1通常将蔗糖酯先以适量的水或油混合，湿润，再加入所需要的水或油，并加热60-80，使蔗糖酯分散或溶解。1.2如果蔗糖酯与可溶性粉末（如蔗糖等）合用，则可先将蔗糖酯与其混合后，再加溶剂分散或溶解。1.3若分散或溶解的方法正确，可使用最小量的蔗糖酯并提高操作效率。- 7 -七蔗糖脂肪酸酯的实际应用7.1 蔗糖脂在食品行业中的应用应用 型号 用量 效果(1)小麦产
14、品面包、松饼、油饼 SE-11SE-160.11.0%以面粉重量计增加面团韧性，提高揉面水的含量，增大烘烤后体积、质地变软，使内部气孔细密均匀，节约起酥油，烘烤后保持面包松软，延长货架期。冷冻面团 SE-15SE-16 0.21.0%以面粉重量计防止冷藏期腐烂，使解冻、烘烤后，面包体积增大，柔软。海绵蛋糕 SE-5SE-160.31.0以面粉重量计能有效地增大蛋糕体积，使蛋糕内气泡细小、均匀。缩短蛋糕模糊状时间，改善蛋糕生产状况，增大蛋糕体积，使蛋糕细嫩柔软。饺子、混沌 SE-11SE-16 0.11.0%以面粉重量计在生产过程中减少对机械的粘性，使之更易揉合，防止饺子间的粘连，不粘手。- 8
15、 -饼干、甜饼 SE-11SE-16 0.11.0以面粉重量计使脂肪乳化稳定，防止对机械的粘附，防止在高脂肪的片状物表面起膜，烘烤后能增大体积，改善颗粒和性。奶油、面包 SE -11 SE-160.21.0%以面粉重量计改善拷产品，防止在冷藏期淀粉和蛋白质变性，防止脱水，保持新鲜味美。面条防止面团与机器粘附和面条的粘连，能减少煮沸的水中淀粉的损失，增加了水的含量和面条出量，防止熟制面条在贮藏期的褪化。方便面SE -11 SE-160.21.0%以面粉重量计7.2 乳制品冰淇淋 SE -7SE-16 0.10.3%以饮料总量计防止在冷冻期剩余脂肪内聚，改善制品均一性及口感，与甘油脂合用，可获最佳乳化效果。咖啡增白剂 SE -1 SE-160.51.5%以粉总重量计防止蛋白质变质而结皮，防止油析出及水分离。掼奶油 各型号 0.30.8%以油重量计在销售过程中提供稳定乳液，使质量稳定，提供
