食品乳化剂中的酶催化法研究发展

2015-04-205888.TV新闻资讯

  食品添加剂的使用在平时的生活中占据了很大的位置,它的存在对我们的健康有很大的影响,而在酶催化法合成食品乳化剂的研究进展上也是得到了很大的重视。
  酶催化合成丙二醇脂肪酸酯
  1,2-丙二醇脂肪酸酯(丙二醇酯)作为食品乳化剂,其用量仅次于脂肪酸单甘酯、大豆磷脂等品种,具有广阔的发展前景。目前,大规模生产丙二醇酯主要采用化学法合成,需要在无机催化剂、高温高压条件下进行,能耗高,反应产物成分复杂,有颜色深的副产物产生,有异味和毒性,产品纯度不高,需要经过分子蒸馏获得高纯度的丙二醇酯。

  酶催化合成丙二醇酯也主要通过脂肪酸与1,2-丙二醇的直接酯化和油脂与1,2-丙二醇的酯交换反应。脂肪酸作为原料,生产成本高,且酯化法合成的丙二醇脂肪酸酯转化率不高,产品纯度不高。而酯交换法的原料一般为天然动植物油脂,成本低、容易获得。研究人员研究了脂肪酶催化丙二醇与不同的酰基供体(脂肪酸、脂肪酸乙酯、脂肪酸酐和脂肪酸甘油三酯)反应合成丙二醇单酯,研究结果显示,脂肪酸酸酐作为反应底物生成的丙二醇酯产率最高,其次是脂肪酸甘油三酯,效果最差的是脂肪酸。
  酶催化合成失水山梨醇脂肪酸酯
  失水山梨醇脂肪酸酯的合成通常是由山梨醇与脂肪酸进行酯化而得,目前大规模生产工艺采用化学法,即以酸或碱作为催化剂,在高温条件下脱水酯化,产物复杂,单酯含量不高,而且产品色泽较深。
  为获得优质的失水山梨醇脂肪酸酯,脂肪酶催化法引起了科学家们的关注。以山梨醇为原料,先脱水生成失水山梨醇,再以低沸点共沸物叔丁醇/正己烷混合体系作为反应媒介,脂肪酶催化酯化制备失水山梨醇脂肪酸酯。研究人员研究了以丙酮作溶剂,辛酸、月桂酸与山梨醇的酶催化酯化反应,底物山梨醇的转化率100%,1,6-二酯的产率达95%以上。研究了无溶剂体系中脂肪酶催化合成失水山梨醇油酸酯,转化率高,产物中单酯含量可达80%,而化学法合成的产物中单酯含量约50%。

  总结和展望
  由于应用领域特殊,要求食品乳化剂除了具备表面活性之外还需具备可食用性,即安全性必须放在首位。酶催化合成法具有安全、环保、节能、高效、专一性强的优势,因而引起了研究人员们的极大兴趣。
  最广泛应用的几大类食品乳化剂大部分属于脂肪酸酯类,因此采用脂肪酶催化酯化或酯交换反应确实是一个行之有效的方法。但是目前食品乳化剂的酶催化合成大部分处于实验室或中试研究阶段,为实现大规模生产还有很多问题尚待深入研究。
  脂肪酶催化反应机制的研究中,底物的选择性控制,绿色无毒反应媒介的选择,酶催化反应器的设计,目标产物转化率有待进一步提高等。
  此外,在随着科学技术的发展和科学研究的不断深入,酶催化法合成食品乳化剂将会得到更广泛的应用。

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