新型食品乳化剂—聚甘油脂肪酸酯

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1、新型食品乳化剂—聚甘油脂肪酸酯沈金玉（清华大学化工系北京100084）    摘 要  本文介绍了聚甘油脂肪酸酯的组成、功能特性以及应用领域，报道评价了聚甘油和聚甘油脂肪酸酯的合成方法。关键词  聚甘油酯，聚甘油,功能特性，食品乳化剂 NewFoodAmusition--PolyglycerolEstersofFattyAcidsShenJinyu(DepartmentofChemicalEngineeringTsinghuaUniversity Beijing100084)    Abstract  Thisartclein

2、troducescomposition,functionpropertiesanditsapplicationfieldofpolyglycerolestersoffattyacids.Italsomakescommentoncompoundingwaysofpolyglycerolandpolyglycerolestersoffattyacids   Keywords  polyglycerolesters，polyglycerol, functionproperties, foodemusition      聚甘油脂肪酸

3、酯（polyglycerolestersoffattyacids,简称聚甘油酯或PGFE）是由聚甘油和脂肪酸直接酯化制造的一类优良非离子型表面活性剂。早在二十世纪40年代，欧美等国就开始生产聚甘油酯,但由于当时产品的质量（如颜色、味道、气味）不佳，在食品方面的应用受到限制。聚甘油酯作为食品添加剂出现在欧美市场大概是1960年。在日本，1965年开始研究开发聚甘油酯。到80年代，日本许多公司相继对这种新型乳化剂应用进行开发，并获得许多专利。近些年来，聚甘油酯以食品工业为主要应用对象正逐步扩大到日化、医药、纺织等工业部门。联合国粮

4、食及农业组织（FAO）与世界卫生组织（WHO）确认聚甘油酯为高安全性的食品添加剂。目前，FAO/WHO食品添加剂专家委员会公布使用的30多种食品乳化剂中就有聚甘油酯，美国、日本、欧洲已批准聚甘油酯作为食品乳化剂。我国聚甘油酯的开发和应用起步比较晚，直到上个世纪80年代中期才偶尔见到关于聚甘油酯简单的报道。近些年来我国在这方面的研究开发和应用取得了可喜成果，并开始步入工业化生产。作为甘油脂肪酸酯系列产品中的聚甘油酯，其乳化性能比脂肪酸单甘酯优越得多，原因就在于聚甘油酯中有更多的亲水性羟基。通过适当选择聚甘油的聚合度、脂肪酸的种类

5、以及酯化度，可以得到从亲油性到亲水性的各种聚甘油酯产品。食品级聚甘油酯的HLB值范围大约2～16。聚甘油酯按照国际食品规格分为聚甘油脂肪酸酯（PGFE）和聚甘油缩合蓖麻醇酸酯（PGPR）。   一、聚甘油酯的特性   聚甘油酯是由聚甘油和脂肪酸直接进行酯化反应或与动植物油脂进行酯交换反应而制成的一类非离子型表面活性剂，其结构式如下：  式中：n=0、1、2、3…   R=H或脂肪酸残基   所用的脂肪酸可以是硬脂酸、软脂酸、油酸、月桂酸等高级脂肪酸，也可以是低级脂肪酸。如果聚甘油的聚合度越高、脂肪酸碳链越短、酯化度越低，聚甘油

6、酯的亲水性就越强。据此，我们可以设计不同的甘油聚合度，有意识地控制聚甘油酯分子中亲水性羟基和亲油性脂肪酸残基之比，就可以得到不同HLB值的产品。作为乳化剂而言，其中含有亲水基和亲油基两部分，这两种性能完全对立的基团共存于统一体中，它们之间相互作用、相互制约，其关系可用Griffin提出的HLB值（亲水亲油平衡值）来表示，HLB值确定了它们的功能和作用。一般来说，当HLB值≤6时，适用于作油包水型（W/O）乳化剂；当HLB值≥7时，适用于作水包油型（O/W）乳化剂。聚甘油酯一般为固体、半固体、或粘稠油状液体。聚甘油酯的耐热性、粘

7、度比其它多元醇系脂肪酸酯高。其水溶液不会因存在酸或盐而发生凝聚作用，且耐水解性能好。另外，有关它们的界面活性（包括界面张力、起泡力、渗透性、乳化性、增溶性、分散性、溶解性等）均有文献报道。表1列出了日本太阳化学公司聚甘油酯（包括PGPR）产品的几个典型品种及其特性。表1 聚甘油酯典型品种和特性商品名称品   种HLB值熔点（℃）皂化值碘值性状 聚甘油酯     Q-18D二甘油单硬脂酸酯7.555  固体Q-18E四聚甘油单硬脂酸酯8.552120<2固体Q-14F六聚甘油单肉豆蔻酸酯13.031  半固体Q-17F六聚甘油单

8、油酸酯10.5 8738半固体Q-18F六聚甘油单硬脂酸酯10.54687<2固体Q-12S十聚甘油单月桂酸酯15.5 73<2粘液Q-14S十聚甘油单肉豆蔻酸酯14.5   粘液Q-17S十聚甘油单油酸酯14.5 7332半固体Q-18S十聚甘油单硬脂酸酯12.04868<