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蔗糖酯（蔗糖與脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)生成的物質(zhì)）

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蔗糖酯

蔗糖與脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)生成的物質(zhì)

脂肪酸蔗糖聚酯是蔗糖在適當(dāng)?shù)臈l件下可以與8個(gè)以內(nèi)的脂肪酸分子脫水縮合形成的。

基本信息

中文名	蔗糖酯
外文名	Fatty Acid Sucrose Polester,SPE
別名	脂肪酸蔗糖聚酯，蔗糖多酯
性質(zhì)	微溶于水，溶于乙醇
應(yīng)用	乳化劑、發(fā)泡劑、保水劑等
性狀	白色或微黃色粉狀、蠟狀或樹脂狀

收起

主要成分

化學(xué)結(jié)構(gòu)

示性式：(RCOO)nC12H12O3(OH)8-n R為脂肪酸烴基；n為蔗糖的羥基酯化數(shù)。

蔗糖酯的全稱為蔗糖脂肪酸酯(SE)，系以蔗糖為原料，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)體系中，與脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)而生成。它是一種醫(yī)藥輔劑，又是食品、日用化學(xué)品的一種添加劑，有廣泛的應(yīng)用前景。蔗糖與食用脂肪酸的酯類。以蔗糖的-OH基為親水基，脂肪酸的碳鏈部分為親油基的一種乳化劑。因蔗糖上有八個(gè)-OH基，故可接1~8個(gè)脂肪酸，所用的脂肪酸有硬脂酸、棕櫚酸、油酸等高級(jí)脂肪酸（產(chǎn)品為粉末狀），也有醋酸、異丁酸等低級(jí)脂肪酸（產(chǎn)品為粘稠樹脂狀）。作為商品，主要是蔗糖與硬脂酸、棕櫚酸和油酸的單酯、雙酯和三酯以及它們的混合酯。

簡介

蔗糖酯

化學(xué)結(jié)構(gòu)蔗糖酯的分子量隨脂肪酸鏈長短而異。它為白色至棕黃色的粉末，無臭、無味。145℃以上時(shí)分解，120℃以下均穩(wěn)定，具有旋光性。單酯能溶于溫水，雙酯、三酯則在水中難以溶解。蔗糖酯能溶于氯仿、易溶于乙醇、丙酮和丙二醇等。在弱酸弱堿條件下穩(wěn)定，強(qiáng)酸強(qiáng)堿易使之水解。

蔗糖酯因其分子結(jié)構(gòu)中含有親水性的蔗糖基團(tuán)和疏水性的脂肪酸基團(tuán)，所以是一種非離子型表面活性劑，具有很強(qiáng)的表面活性。實(shí)驗(yàn)表明，蔗糖酯中單酯含量越高，親水性越強(qiáng)，反之，雙酯、三酯含量越高，疏水性就越強(qiáng)。因此，應(yīng)用時(shí)要注意根據(jù)使用目的不同而選擇不同型號(hào)（即不同HLB值）的蔗糖酯。

蔗糖酯在人體內(nèi)可分解成蔗糖和脂肪酸而被機(jī)體利用，且安全性高，它對(duì)皮膚和粘膜無刺激性，故廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和日用化學(xué)品中。

蔗糖酯可降低水的表面張力達(dá)32.5mN/m，降低水與十六烷間界面張力達(dá)14mN/m。蔗糖酯無毒性，無嗅，無色，無味，對(duì)人體皮膚無刺激作用，具有良好的乳化、分散、增溶、潤濕、保鮮等許多特性，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、制糖、果蔬保鮮、化肥、飼料及炸藥等領(lǐng)域。蔗糖酯水解后成為蔗糖和可食用脂肪酸具有營養(yǎng)價(jià)值。與一般合成的表面活性劑不同，蔗糖酯在好氧和厭氧的條件下都能生物降解，這給環(huán)境的處理帶來了方便，它是一種綠色表面活性劑。

功能

降低表面張力、乳化、濕潤、增溶、潤濕、分散、懸浮、粘度調(diào)節(jié)、控制結(jié)晶、消泡或起泡、淀粉抗老化、抗菌保鮮等。

用途

用于各種面制食品

蔗糖酯用于飲料、塊糖、面包、冷凍面制品、面條及各種方便面、O/W乳化脂肪、速溶咖哩粉、肉制品和魚糜制品、乳化和固化香精、水果蔬菜保鮮等。事實(shí)上蔗糖酯系列產(chǎn)品用于幾乎所有的含油脂食物、含淀粉食品、各類復(fù)合添加劑及藥品、化妝品中。

SE在食品工業(yè)中主要有六個(gè)方面的作用：1、乳化作用；2、分散作用；3. 與淀粉形成絡(luò)合物，改善淀粉結(jié)構(gòu)；4、改善食品加工性能；5、抗氧防霉；6、低HLB的SE可作降低膽固醇食品的原料。

物化性能

蔗糖酯是一種帶有微晶結(jié)構(gòu)的白色或象牙色粉末。在水中分散或溶解，能溶于氯仿，易溶于熱的乙醇、丙二醇等，單酯溶于溫水，雙酯難溶于水。蔗糖酯在弱酸弱堿下穩(wěn)定；在強(qiáng)酸強(qiáng)堿下易發(fā)生水解。由于其分子結(jié)構(gòu)中含有強(qiáng)親水性的蔗糖基團(tuán)和親油性的脂肪酸基團(tuán)，所以它具有很強(qiáng)的表面活性，對(duì)油和水有良好的乳化作用。

使用方法

首先用戶要根據(jù)自己的產(chǎn)品選擇適當(dāng)?shù)腍LB值的SE。通常在用于食品時(shí)，可先將SE置于潔凈容器中，加入適量的冷水調(diào)和成糊狀，然后用熱水溶解或分散乳化。再用水調(diào)節(jié)到所需要的濃度加入面粉或其它原料中按工藝加工，或?qū)E加到適量的油中，攪拌令其溶解或分散，再加到制品原料中。

貯藏

蔗糖酯暴露在空氣中一般易潮解結(jié)塊：結(jié)塊后仍可使用，但不利保存，因蔗糖酯在50℃以上即開始溶化，故SE系列蔗糖酯須保管在陰冷處，切忌太陽曝曬或高溫。產(chǎn)品均雙層塑料袋封口包裝，搬運(yùn)、貯藏中不可將塑料袋搞破，防止產(chǎn)品吸潮結(jié)塊。

應(yīng)用前景

用于膨化食品

用于各種面制食品可作為食用的表面活性劑，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織已在20世紀(jì)60年代和80年代分別批準(zhǔn)它作為食品乳化劑用于多種食品中。蔗糖酯已成為全球僅次于單甘油酯、山梨醇酯和丙二醇酯的第四大食品乳化劑品種；作為糖果壓片潤滑劑可替代傳統(tǒng)的滑石粉、硬酯酸鎂、單甘酯、微晶纖維素等；根據(jù)蔗糖酯分子量不同，常與卵磷脂合用作制造巧克力、糖果的粘度調(diào)節(jié)劑；蔗糖酯有促進(jìn)和阻礙結(jié)晶的雙重作用，可防止糖類及親油性表面活性劑在水相結(jié)晶；蔗糖酯具有明顯的抗老化功能，應(yīng)用地多種食品中；另外，它還可以用作食品發(fā)泡劑、殺菌劑、抗氧劑等。

作用

蔬菜保鮮

高酯化的蔗糖酯具有良好的保健作用。高酯化蔗糖酯進(jìn)入體內(nèi)后，能以膠束的形式將血液中的膽固醇帶出體外，因此可防治和治療多種心血管疾病。另外，蔗糖多酯具有食用油脂的表觀性能和口感，食用后不產(chǎn)生熱量，是理想預(yù)防和控制肥胖的食品。作為理想的減肥和治療與預(yù)防高膽固醇疾病的食品添加劑。

用于肉制品

用于膨化食品醫(yī)藥工業(yè)方面：蔗糖酯不僅具有優(yōu)良的表面活性，同時(shí)與藥物有良好的配伍作用，可加快藥物釋放速度、促進(jìn)分散均勻、防止結(jié)晶沉淀，并能延長藥物保質(zhì)期限。因此，它可作為乳化劑、分散劑、增溶劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、粘合劑、潤滑劑等用于多種藥物的助劑，使腸溶包衣在胃液中穩(wěn)定，并在腸液中可完全溶解。另外，蔗糖酯作為靜脈注射液，可降低血清中的膽固醇。

日化工業(yè)方面：蔗糖酯具有良好的洗滌性能，盡管在常溫下的去污能力不及十二烷基苯磺酸鈉和聚氧乙醚類表面活性劑，但由于無毒、無臭，可配制蔬菜、水果的清洗劑或嬰幼兒與孕婦用洗潔精等。由于蔗糖酯在性能上更接近人體分泌的皮脂，無刺激性，可用于各種香精、洗發(fā)香波、面霜、口紅等的乳化劑，能增加皮膚的光潤和滑嫩感，防止化妝品中油脂沉淀，改善化妝品的水洗性能。有關(guān)資料表明，添加蔗糖酯的化妝品，已經(jīng)成為國際市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。

其他方面：制糖過程中加入蔗糖酯，其分子中的親水羥基可與大分子雜質(zhì)形成氫鍵，從而降低蔗糖的粘度，增加流動(dòng)性，易于加快水分蒸發(fā)，從而縮短煮糖時(shí)間，降低能耗；蔗糖酯除可作農(nóng)藥等噴霧劑的乳化劑外，還可以作為葉狀蔬菜的生長調(diào)節(jié)劑。

現(xiàn)狀

用于蔬菜保鮮蔗糖酯(蔗糖酯肪酸酯sucrose esters,SE)是引人注目的一種表面活性劑，其良好的表面性能和廣泛的適用范圍受到了人們的歡迎，日本、美國、歐洲共同體各國、聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)及世界衛(wèi)生組織(WHO)等均已批準(zhǔn)蔗糖酯為一種食品添加劑。

用于糖果

國際上為了適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的低成本、無毒性產(chǎn)品的需要，蔗糖酯的合成方法和工藝路線在不斷改進(jìn)和發(fā)展。在合成中要解決蔗糖和脂肪酸酯在反應(yīng)體系中的溶解度、熔點(diǎn)及比重等的差異問題，運(yùn)用DMF等溶劑法雖能解決這一問題，但DMF有毒，最終產(chǎn)物免不了殘留有毒溶劑。后國外運(yùn)用的無溶劑法，由于反應(yīng)溫度高，使蔗糖極易結(jié)塊焦化，使反應(yīng)不易進(jìn)行，得率低，且產(chǎn)品質(zhì)量不能得到保證。后有人進(jìn)行改進(jìn)，在反應(yīng)中加入皂體，雖然提高了原料的相溶性，但體系仍處于非均相體系中，使反應(yīng)仍不能進(jìn)行完全。用于糖果生物表面活性劑是用生物工程手段來研制的一種新型無毒、高效的表面活性劑，它具有良好的乳化、增溶、潤濕、保鮮等功能，在許多化學(xué)反應(yīng)中加入少量的生物表面活性劑，能使反應(yīng)物增溶、乳化，使反應(yīng)體系成為均相。中國研究組從20世紀(jì)80年代起就合成了各種性能表面活性劑，如生物表面活性劑：槐糖酯、鼠李糖脂及海藻糖酯等，中國研究組根據(jù)以往合成表面活性劑的經(jīng)驗(yàn)，在蔗糖酯合成中加入生物表面活性劑，使反應(yīng)體系達(dá)到均相，并對(duì)反應(yīng)中的諸因素，如壓力、溫度、時(shí)間、催化劑種類及加入量等作了系統(tǒng)研究。通過控制不同的反應(yīng)條件，使反應(yīng)體系成為均相，在不高的溫度下使蔗糖與脂肪酸酯能完全進(jìn)行反應(yīng)，使產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率及質(zhì)量得到保證。在工業(yè)化生產(chǎn)中，反應(yīng)產(chǎn)物中蔗糖酯的含量達(dá)到55%-60%，在分離純化工藝中采用了混合溶劑分離法使蔗糖酯合成達(dá)到國際先進(jìn)水平。

中國研究組選用從食用油脂制備脂肪酸乙酯或甲酯，再由脂肪酸酯、催化劑包括生物表面活性劑與蔗糖等在減壓條件下進(jìn)行酯交換反應(yīng)合成蔗糖酯。本項(xiàng)目的關(guān)鍵是添加了生物表面活性劑作為無溶劑法合成蔗糖酯的均相催化劑，使親水性的蔗糖與親油性的脂肪酸酯在反應(yīng)體系中達(dá)到均相，使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，提高了蔗糖酯的得率并使原料蔗糖不易焦化，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

工業(yè)應(yīng)用

含有蔗糖酯的飲品

使用該工藝方法，從1991年起先后在上海伊凡爾精細(xì)化工有限公司及浙江桐廬化工公司，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，多年來生產(chǎn)實(shí)踐，驗(yàn)證了該工藝技術(shù)的可行性與先進(jìn)性。 1990年9月上海有機(jī)化學(xué)研究所將此技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓給衛(wèi)生部上海生物制品所生化試劑廠(現(xiàn)為中美合資上海伊凡爾精細(xì)化工有限公司)。該廠一直進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模由50t/a已擴(kuò)大至200t/a。1992年10月上海有機(jī)化學(xué)研究所又將此技術(shù)成果改進(jìn)優(yōu)化，轉(zhuǎn)讓給浙江桐廬化工公司，1993年該廠就進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模也由50t/a已擴(kuò)大至300t/a。通過以上兩廠的7-8年的工業(yè)化生產(chǎn)，已生產(chǎn)了各種規(guī)模的蔗糖酯1000多噸，產(chǎn)值已超過億元，新增利稅4300多萬元。

蔗糖酯工業(yè)化產(chǎn)品已在中國食品工業(yè)如飲料(豆奶、椰奶、杏仁奶、花生奶等)、冷飲、糖果糕點(diǎn)、面包、八寶粥、方便面及果蔬保鮮等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并出口新加坡等國。

1993年10月上海有機(jī)化學(xué)研究所的“蔗糖酯合成新方法”被國家科委批準(zhǔn)為國家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃項(xiàng)目，上海有機(jī)化學(xué)研究所被定為該項(xiàng)目的技術(shù)依托單位。

1999年上海有機(jī)化學(xué)研究所又將此技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓給黑龍江省甘南食品甜蜜素廠，規(guī)模為年產(chǎn)600t，現(xiàn)已安裝好設(shè)備，將正式投產(chǎn)。

用均相無溶劑法合成的蔗糖酯工業(yè)化產(chǎn)品榮獲中國第五、第六屆食品添加劑生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)展示會(huì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，已被國內(nèi)多家著名企業(yè)以及北京大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)廠等廣泛應(yīng)用并替代了進(jìn)口產(chǎn)品，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，為中國節(jié)省了大量外匯，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本成果1999年榮獲上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

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