硬脂酸甘油酯,英文名為Glyceryl monostearate,常溫常壓下為白色固體,它具有特殊的脂肪氣味,可由硬脂酸與甘油通過縮合酯化反應(yīng)制備得到,該物質(zhì)能溶于熱水、熱醇、石油和烴中。硬脂酸甘油酯一般用于日用化學(xué)品,如制冷霜、雪花膏,也可用于醫(yī)藥和食品加工業(yè)中用作乳化劑。

圖1 硬脂酸甘油酯的性狀圖
概述

圖2 硬脂酸甘油酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
硬脂酸甘油酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)由一個甘油骨架組成,其中一個羥基被硬脂酸酯化,另外兩個羥基保持游離狀態(tài)(存在兩種立體異構(gòu)體,通常是1-單酯和2-單酯的混合物)。硬脂酸甘油酯是一種由一個硬脂酸(十八碳飽和脂肪酸)與甘油通過酯化反應(yīng)形成的化合物,單甘脂在室溫下通常是白色或微黃色的蠟狀固體,具有良好的親水性和親油性平衡,是一種高效的非離子型乳化劑。它能夠降低水油兩相之間的表面張力,使互不相溶的水和油相能夠均勻混合,形成穩(wěn)定的乳狀液。硬脂酸甘油酯具有親脂性,不溶于水,但可溶于有機溶劑,如油類、醇類、苯和丙酮。在正常條件下較為穩(wěn)定,作為飽和脂肪酯,硬脂酸甘油酯的抗氧化能力較強。然而,在強酸或強堿環(huán)境下,或在長時間高溫作用下,它可能發(fā)生水解,生成游離硬脂酸和甘油。其在pH5–7 的配方中最穩(wěn)定,但與共乳化劑一起使用時,可以耐受較廣的pH范圍。
合成工藝
甘油與丙酮反應(yīng)制得異丙叉甘油,再與硬脂酸反應(yīng)合成了硬脂酸甘油酯。研究人員探討了反應(yīng)條件及催化劑對產(chǎn)物選擇性和收率的影響,結(jié)果表明以對甲苯磺酸為催化劑,在摩爾比甘油:丙酮:硬脂酸=1:2:0.8的條件下,縮合反應(yīng)5.5 h,酯化反應(yīng)6.0 h,可以制得含量為94.4%的單硬脂酸甘油酯。[1]
乳化增稠性
在化妝品乳化體系中,硬脂酸甘油酯通常與其他脂肪成分共結(jié)晶,形成層狀凝膠網(wǎng)絡(luò),從而有助于穩(wěn)定和增稠產(chǎn)品。它一般不會與其他成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但作為表面活性劑,它可以通過非共價相互作用(如與共表面活性劑和脂肪醇形成混合膠束或液晶)影響配方特性。其親水-親油平衡值(HLB)較低(3.8),反映出其強烈的親油性。這意味著單獨使用甘油硬脂酸酯時,更傾向于形成油包水(W/O)乳液或作為稠度調(diào)節(jié)劑,因此通常需要與更高HLB值的乳化劑組合使用,以形成水包油(O/W)乳液。
化學(xué)應(yīng)用
硬脂酸甘油酯可用于家用化學(xué)制品,是雪花膏、冷霜等的理想原料。硬脂酸甘油酯也用于醫(yī)藥制品,是配制中性藥膏的原料。硬脂酸甘油酯在制冰淇淋等食品中用作乳化劑。硬脂酸甘油酯用于制作面色、點心、人造奶油、冰淇淋等食品,作為人造乳制品的乳化穩(wěn)定劑,食品保鮮劑和減肥添加劑等。在日本, 80% 的聚甘油酯用于食品添加劑。作為人造奶油中的乳化穩(wěn)定劑和晶體改良劑,硬脂酸甘油酯還能改善奶油的涂抹性、流動性和塑性;用于冰淇淋,無論在外觀光滑性、干濕度、口感細膩光滑、膨脹性、耐熱性和保形性等方面均優(yōu)于單甘酯。用于面包等烘烤食品,能使體積膨大1/4,內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)細密均勻,口感彈性增加,柔軟度好,用于制作蛋糕,體積能增大30%,制成的蛋糕氣孔均勻,改善口味和增加咀嚼口感。在飲料、糖果中它的乳化、分散性優(yōu)于其它乳化劑,用于巧克力,能起到降粘及屈服點的作用,使制品更易加工。[2]
參考文獻
[1] 谷玉杰,呂劍. 高純度單硬脂酸甘油酯的合成[J].應(yīng)用化工, 2004, 33: 3.
[2] 趙亞楠,明建.單硬脂酸甘油酯在面制食品中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技, 2011, 6: 4.