基本介紹
- 中文名：聚甘油脂肪酯
- 外文名： polyglyceryl fatty acid ester
- 外觀：淺黃色固體粉狀
- 硫酸灰分：≤1.0%
聚甘油脂肪酸酯,聚甘油酯的套用,
聚甘油脂肪酸酯
聚甘油脂肪酸酯是一種新型、高效非離子表面活性劑。它是由天然甘油和脂肪酸在高溫下酯化而成的，親水親油平衡值（HLB值≥10），耐酸耐高溫，乳化穩定性均優於其他產品。達到美國SCM公司同類產品的先進水平。在人體的代謝過程中可分解為甘油和脂肪，可以被人體利用，從而參與代謝，具有高度的安全性。其最大的特點是在酸性,鹼性和中性環境中都相當穩定，與同類產品相比具有更好的耐高溫性能，在含鹽量較高時也有很好的乳化性能；無色,無味,無臭,不易發生水解，對產品外觀,氣味無不良影響；有很好的協同增效作用，兩種或兩種以上聚甘油脂肪酸酯複合使用會產生更好的效果。可廣泛套用於化妝品、食品、醫藥等領域中
聚甘油酯類乳化劑可以六聚甘油酯為代表，其分子結構中羥基連著硬脂酸基，表明聚甘油酯兼有親水與親油的雙重特性，具有良好的乳化性。 乳飲料是近年來國內外開發的新型保健飲料，風味突出，口感好，營養全面，深受消費者青睞，但生產上穩定性問題十分突出，必須選擇適當的穩定劑。 為解決穩定性問題，常添加羧甲基纖維素、卡拉膠、黃原膠以及進口的各種膠體等增稠劑（我國批准的共有17種），形成膠體，防止飲料分層或沉澱、上浮。這些增稠劑對冷藏保存貨架期壽命為1～2周的飲料比較有效，但貨架壽命要求達半年或更長時間的飲料，上述添加劑則會水解或凝聚而失效。解決含乳果汁飲料生產的穩定性是非常棘手的問題，一般廠家較多注意增稠劑選用、均質條件及其它因素，而對乳化劑的選用研究不多。 目前我國批准使用的乳化劑共有24種。但用於乳類飲料效果不理想。原因是：含乳飲料需要水包油型乳化劑，而司盤、單甘脂屬油包水型乳化劑，效果不好，蔗糖酯由於耐酸耐高溫性能差，在飲料高溫殺菌過程中容易分解：吐溫對風味有一定影響，較少單獨使用。唯獨聚甘油脂肪酸酯這一新型乳化劑，乳化穩定性高，耐水解性強，熱穩定性好，且對食品風味有提高作用。 目前全國各廠家使用本品，在純奶、甜奶、杏仁露、核桃露、花生露、椰子露、優酪乳、果奶、豆奶等多種含蛋白飲料中，取得了很好的效果（使用量0.2～0.5%）。其優點不僅在於聚甘油脂肪酸酯超高溫殺菌過程中起穩定作用等，還在於它可以改善產品口感及組織結構，促進香味釋放。
外觀：淺黃色固體粉狀
物理化學性能
項目 指標
酸值（mgKOH/g） ≤5.0
皂化值（mgKOH/g） 70-170
硫酸灰分（%）≤1.0
重金屬（以Pb計）（%） ≤0.001
砷（以As計）（%） ≤0.0003
熔點（℃） 60℃
[中文]: 聚甘油脂肪酸酯
[英文]: polyglyceryl fatty acid ester
[說明]: 一類屬於多元醇部分脂肪酸酯的非離子型表面活性劑。由聚甘油與長鏈脂肪酸經酯化而成。一般根據分子中殘餘羥基的多少，有水溶性的和油溶性的。可用作乳化劑和洗滌劑等。是由聚甘油和脂肪酸直接酯化製造的一類優良非離子型表面活性劑。早在二十世紀40年代，歐美等國就開始生產聚甘油酯,但由於當時產品的質量（如顏色、味道、氣味）不佳，在食品方面的套用受到限制。聚甘油酯作為食品添加劑出現在歐美市場大概是1960年。在日本，1965年開始研究開發聚甘油酯。到80年代，日本許多公司相繼對這種新型乳化劑套用進行開發，並獲得許多專利。近些年來，聚甘油酯以食品工業為主要套用對象正逐步擴大到日化、醫藥、紡織等工業部門。聯合國糧食及農業組織（FAO）與世界衛生組織（WHO）確認聚甘油酯為高安全性的食品添加劑。目前，FAO/WHO食品添加劑專家委員會公布使用的30多種食品乳化劑中就有聚甘油酯，美國、日本、歐洲已批准聚甘油酯作為食品乳化劑。我國聚甘油酯的開發和套用起步比較晚，直到上個世紀80年代中期才偶爾見到關於聚甘油酯簡單的報導。近些年來我國在這方面的研究開發和套用取得了可喜成果，並開始步入工業化生產。作為甘油脂肪酸酯系列產品中的聚甘油酯，其乳化性能比脂肪酸單甘酯優越得多，原因就在於聚甘油酯中有更多的親水性羥基。通過適當選擇聚甘油的聚合度、脂肪酸的種類以及酯化度，可以得到從親油性到親水性的各種聚甘油酯產品。食品級聚甘油酯的HLB值範圍大約2～16。聚甘油酯按照國際食品規格分為聚甘油脂肪酸酯（PGFE）和聚甘油縮合蓖麻醇酸酯（PGPR）。
聚甘油酯的套用
聚甘油酯是近三十年來發展起來的新型乳化劑。它的用途極為廣泛，而且不斷有新的用途在研究和開發中。其功能主要有：乳化作用、粘度調節作用、控制調整結晶作用、品質改良作用、抗菌作用等。日本生產的聚甘油酯大約80%用作食品添加劑，並在日化、醫藥、紡織等領域也逐步得到推廣套用，聚甘油酯的主要用途簡單介紹如下。
1．食品工業
（1）食品乳化劑：聚甘油酯作為食品乳化劑用量最大，套用也最廣。它可用作水包油型（O/W）、油包水型（W/O）或雙重乳化型（W/O/W或O/W/O）乳液的乳化劑。①O/W型乳化劑：親水型聚甘油酯在中性範圍內的乳化性能與高HLB值的蔗糖脂肪酸酯（sucrose ester of fatty acids,簡稱蔗糖酯或SE）大約相同或略差，但隨著酸性的增加，聚甘油酯的乳化性能則越來越好。當PH值在3.5～5左右時，其乳化性和穩定性特別好。蔗糖酯水溶液因隨酸或鹽的作用會發生凝聚作用或出現沉澱現象，而聚甘油酯即使在PH值很低時也不會產生這些現象。具有耐酸性的脂肪酸單甘酯存在耐鹽性差的缺點，而聚甘油酯適用於含酸或鹽的食品中作乳化劑。如國外流行的一種橘橙或優酪乳型的具有酸味且產生清涼感的泡沫奶油，其HLB值為3.5～5，使蛋白質變性，乳化不穩定難於起泡，一般的乳化劑對酸不穩定,而使用十聚甘油單硬脂酸酯或與有機酸單甘酯並用，可以生產這種泡沫酸味奶油。親水型聚甘油酯單獨使用或與卵磷脂、單甘酯、蔗糖酯等一起使用時，可以改善O/W型乳液的穩定性、起泡性和保形性等。②W/O型乳化劑：親油型甘油酯與W/O型乳化劑一樣，對油相較多的體系具有很好的乳化能力。特別需要指出的一類聚甘油酯（PGPR），它是由蓖麻油脂肪酸經熱縮合後再與聚甘油反應生成的親油性乳化劑（HLB值<3）。聚甘油酯和PGPR可以用於流動性黃油、可塑性黃油、凍凝用黃油。③雙重乳液：有W/O/W型乳液和O/W/O型乳液兩種。W/O/W型乳液是將W/O型分散在水中而形成的，在調整過程中，可利用高W/O性能的聚甘油酯。一般有兩種製備方法，一種方法是將聚甘油酯製成的W/O型乳液滴到親水性乳化劑水溶液中進行乳化的兩段乳化法；另一種方法是將水滴到溶有聚甘油酯的油脂中進行調整的一段乳化法（或稱轉相法）。與通常的乳化劑相比，用少量的聚甘油酯就可以製成穩定性好的乳化液。當今在低熱量、低脂肪類食品的研發中，雙重乳化技術的套用引起人們的重視，特別是W/O/W乳化技術在食品領域中的商品化。由於聚甘油酯的開發成功，特別是PGPR的強有力的W/O乳化作用，使得雙重乳化技術推廣套用成為可能。使用PGPR比用其它乳化劑更少的添加量就可製成穩定的W/O/W型乳液。另外，PGPR還可以用作O/W/O型乳液的乳化劑。目前，利用這種雙重乳化作用開發的食品有咖啡奶油、人造奶油、冰淇淋、飲料、蛋黃醬、調味汁等。
（2）結晶調整劑：聚甘油酯具有結晶化抑制作用或具有促進結晶化的效果。如高酯化度的十聚甘油十硬脂酸酯（12個羥基中有10個酯化）的聚甘油酯具有抑制結晶的作用。相反，低酯化度的六聚甘油五硬脂酸酯（8個羥基中有5個酯化）的聚甘油酯具有促進結晶的效果。通過調整聚甘油酯的酯化度，不必改變油脂的特性就可調節結晶速度，並可改善油脂的質量，使其晶粒細微、具有光澤。如在朱古力的儲存過程中，由於溫度變化在其表面浮現出油脂或砂糖的結晶，產生白斑或白色混濁狀並失去光澤，此現象稱之為“朱古力起霜”。如果在可可脂中加入1%聚甘油酯，可可脂迅速形成微細結晶，防止結晶生長，抑制可可脂結晶從Ⅴ型向Ⅵ型轉移（可可脂有六種晶型，其中Ⅵ型是造成可可脂起霜的主要原因），從而防止朱古力起霜。親水性聚甘油酯具有促進結晶化的效果，如四甘油單硬脂酸酯是α型結晶乳化劑。另外，親水性聚甘油酯還具有抗凍效果，可改善O/W型乳液的耐凍融性的作用。如用親水性聚甘油酯可以製造不使用蛋黃，但卻有蛋黃味道的調味醬，而且製成的調味醬具有耐凍融性。
（3）粘度調節劑：眾所周知，朱古力是由可可脂、可可粉、奶粉、蔗糖等製成的，即在可可脂中分散可可、奶粉和蔗糖。粘度調節劑可改善這些成分的分散性，形成平滑的組織結構，可使油脂與蔗糖間的摩擦力減小，從而使粘度降低、結晶穩定、防止起霜。增加可可脂配比可使粘度降低，但生產成本增高。為了降低成本，可添加卵磷脂或蔗糖酯，但效果欠佳。使用親油性PGPR，其降低粘度的能力優於卵磷脂和蔗糖酯。朱古力的粘度由塑性粘度和塑變值來表征，親油性PGPR降低塑變值的效果特別明顯。如果PGPR與卵磷脂合用，發揮協同作用，則降低粘度的效果更佳。另外，聚甘油酯還具有降低含蛋白質的O/W型乳液粘度的作用。
（4）澱粉改良劑：聚甘油酯不但有改善澱粉粘度等性質，最主要的是具有防止澱粉老化的作用，因而可用於澱粉類食品的品質改良方面。儘管聚甘油酯對澱粉防老化作用機理目前食品專家尚無一致的看法，但其良好的加工性能和品質優良的食品已經在廣泛的生產實踐中得到證實。如十聚甘油單月桂酸酯對澱粉有防老化作用，可改善麵包、點心類食品的加工質量。能降低澱粉的粘性，提高耐衝擊性，增加烘烤容積，使麵包變得鬆軟，並改善食品風味和咀嚼口感。關於聚甘油酯與澱粉的作用機制及套用在研究中。
（5）其他方面：聚甘油酯具有良好的抗菌作用。日本學者大量的實驗結果表明：中等鏈長（C8～12）脂肪酸系聚甘油酯對細菌、黴菌、酵母菌等有較強的抗菌作用，但低碳鏈～中碳鏈的脂肪酸系聚甘油酯其抗菌作用比甘油酯弱。聚甘油酯對肉毒桿菌和耐熱性細菌有很強的抗菌作用，但隨聚甘油酯中脂肪酸殘基種類的不同而有所差異。如十聚甘油單月桂酸酯和十聚甘油單肉豆蔻酸酯對厭氣性細菌中耐熱性最強的熱嗜酸梭菌抗菌作用最強，而對好氣性耐熱細菌嗜熱脂肪桿菌僅能抑制細菌生長。因此，聚甘油酯的抗菌作用應按照食品的不同組成來選擇聚甘油酯和確定最適添加量。聚甘油酯亦可作為食品著色助劑，如用水溶性染料將油進行熱穩定著色或將染料變成親油性時，可使用聚甘油酯。此外聚甘油酯還可用作口香糖和奶油糖果的軟化劑，防止咀嚼時粘牙，並賦予塑性和柔軟感。聚甘油酯還可作魚類、肉類加工製品的品質改良劑，如魚肉、畜肉加工時使用聚甘油酯可提高其彈性，使肉質細膩。還可作水果、蔬菜剝皮處理劑以及蔗糖濃縮過程中的消泡劑等。
2．日用化學工業
（1）洗滌劑：聚甘油酯的去污能力不如聚氧乙烯型非離子表面活性劑，但卻優於蔗糖酯。市場上出售的餐具、果蔬用中性洗滌劑，洗後殘留的中性洗滌劑在安全性方面存在問題。而由聚甘油酯組成的洗滌劑，洗後即使有殘留對人體也是安全的。如親水性十聚甘油單月桂酸酯和十聚甘油單肉豆蔻酸酯無毒且不刺激皮膚與黏膜，最適用於作餐具、蔬菜和瓜果洗滌劑，比一般合成洗滌劑安全。
（2）化妝品：用聚甘油酯製成的各種化妝品、沐浴液、洗髮香波等，對人體皮膚和毛髮刺激性小、安全性高，可用作W/O型或O/W型乳化劑、穩定劑、保濕劑、分散劑等。 3．醫藥工業
由於聚甘油酯具有良好的安全性、耐酸性、耐水解性和藥理物質的相容性等特點，在醫藥工業中可用作乳化劑、增溶劑、分散劑和滲透劑。可以用作軟膏、拴劑、散劑、片劑、針劑等的助劑。如硬脂酸系聚甘油酯具有調節粉末藥劑的溶解能力，棕櫚酸系和亞油酸系聚甘油酯對青光眼、便秘、抑制顛癇、降低血中膽固醇等均有療效。
4．其它方面
（1）合成樹脂與橡膠加工：利用聚甘油酯優良的耐熱性能，可以作聚氯乙烯（PVC）或聚烯烴（EVA、PE）等樹脂的增塑劑、穩定劑、潤滑劑、抗靜電劑、防滴劑。如聚甘油酯對EVA、PE等樹脂具有防霧性能。在混合型中，油酸系聚甘油酯具有初期防霧作用，硬脂酸系聚甘油酯具有長期防霧作用；在塗敷型中，月桂酸系聚甘油酯的防霧性比較強。聚甘油酯作為防滴劑的主要成分用於PVC無滴農用膜的生產，無滴專用農用膜具有良好的透光性、防霧性。聚甘油酯還可作PVC或苯乙烯樹脂的乳化聚合用乳化劑，以及天然橡膠與合成橡膠（如丁苯橡膠）的改良劑。
（2）輕工紡織：聚甘油酯可用作纖維柔軟劑、抗靜電劑，具有耐熱、潤滑等性能產品的改良劑。
（3）石油工業：用於潤滑油、合成油等的油品加工。
（4）農用化學品；作為農藥殺蟲劑的分散劑、乳化劑，土壤穩定劑等。
