没食子酸丙酯是一种被国际粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)批准的食品抗氧化剂,在全球范围内得到广泛应用。它可以用于各种食品,如肉类制品、鱼类制品、罐头食品、糕点、方便面、乳化剂、食油和油脂等,具有防止食品腐败和延长食品保鲜期的显著优点。
没食子酸丙酯是白色至浅褐色的结晶粉末或微乳白色的针状结晶。它没有气味,微微带有苦味,水溶液没有味道。没食子酸丙酯难溶于水,但易溶于乙醇等有机溶剂,微溶于棉子油、花生油和猪脂。其0.25%水溶液的pH值约为5.5。没食子酸丙酯相对稳定,但会与铜、铁等金属离子发生反应,产生紫色或暗绿色的物质。它具有吸湿性,对光不稳定,容易分解,耐高温性较差。
我们提出了一种新的合成方法来制备食品抗氧化剂没食子酸丙酯(化学式:C10H12O5)。该方法以没食子酸和正丙醇为起始原料,通过酯化反应和蒸馏得到没食子酸丙酯的粗制品,然后经过洗涤、重结晶与脱色、过滤和干燥,最终得到没食子酸丙酯的成品。该方法的特点如下:
(1) 酯化反应中使用环已烷作为带水剂和芳磺酸作为催化剂;
(2) 起始物料的投料比为:没食子酸∶正丙醇∶环已烷∶芳磺酸=1∶3~3.5∶1.8~2.5∶0.1~0.2(质量比);
(3) 酯化反应温度为60-80℃;
(4) 酯化反应时间为15-20小时;
(5) 蒸馏温度为60-110℃;
(6) 洗涤的投料比为:水∶没食子酸丙酯粗制品=1∶5(质量比);
(7) 洗涤温度为100℃。
没食子酸丙酯(PG)是一种人工合成的油溶性抗氧化剂,属于酚类化合物。除了PG,还有其他油溶性抗氧化剂如BHA、BHT和TBHQ等。这些抗氧化剂能够与油脂自动氧化产生的游离基结合,形成稳定的结构,从而阻断油脂的自动氧化过程,起到抗氧化的作用。
根据我国的食品添加剂使用卫生标准,PG可以用于脂肪、油和乳化脂肪制品、熟制坚果与籽类及其罐头、胶基糖果、油炸面制品、方便米面制品、饼干、腌腊肉制品类,风干、烘干、压干等水产品、固体复合调味料及膨化食品。最大使用量为0.1g/kg。
一种快速检测大豆油中没食子酸丙酯的方法如下:
(1)取3g大豆油放入洁净锥形瓶中; (2)向锥形瓶中加入2mL乙醇、甲醇、乙腈混合液; (3)振荡5分钟后,取出上清液,重复萃取一次,合并两次萃取液; (4)向萃取液中依次加入3mL乙酸铵(2%w/v)和1.2mL硫酸亚铁(5%w/v)溶液; (5)静置15秒后,溶液变为淡紫色; (6)向显色后的溶液中加入正辛醇和壬基酚聚氧乙烯醚Np-7,振荡3分钟后,离心5分钟,PG被萃取到上层萃取剂中,形成紫红色环; (7)比较萃取后的溶液和标准系列溶液形成的色环溶液的颜色,可以确定大豆油中PG的含量。
某品牌橄榄油中没食子酸丙酯的检测步骤如下:
S1)制备标准溶液:称取PG标准品0.01g,用乙酸乙酯溶解并定容至10ml,浓度为1000mg/L; S2)制备标准系列溶液:分别取不同体积的PG标准中间溶液,用石油醚稀释并定容至1mL,得到不同浓度的PG标准系列溶液; S3)样品加标:在离心管中加入PG标准系列溶液和大豆油,得到不同加标浓度的样品; S4)前处理:加入环己烷和三氯化铁溶液,混匀后取下层水相作为待测液; S5)检测:在拉曼检测池中加入待测液和金纳米粒子,混匀后进行拉曼检测。
一种稳定性晶型G的没食子酸丙酯晶体制备方法如下:
将1.0g没食子酸丙酯与1mL DMF混合溶解,滴加到100mL反渗透水中,室温下保持搅拌,缓慢析出晶体,过滤收集。然后在70℃下干燥12小时,得到0.91g的没食子酸丙酯晶型G晶体产品。
[1] 中国发明,中国发明授权CN201310026323.3一种食用油脂类食品中没食子酸丙酯的快速检测方法
[2] 中国发明CN201510516536.3一种没食子酸丙酯的稳定性晶型及其制备方法
[3] 中国发明CN201910919551.0一种橄榄油及其调和油中没食子酸丙酯的拉曼快速检测方法
2018年10月4日,欧盟委员会发布了一项法规,对没食子酸辛酯和没食子酸十二酯进行了修订。根据修订内容,由于缺乏适当的毒理学数据,没食子酸辛酯和没食子酸十二酯将被从食品添加剂清单中删除。这项修订法规将在欧盟官方公报公布后的第20天生效。这一更新标志着没食子酸酯类食品添加剂的种类又减少了两种。
没食子酸是我国传统药材五倍子的重要衍生物,早在明代就已经通过发酵法从五倍子中提取出没食子酸,成为世界上最早制得的有机酸之一。没食子酸具有较高的抗氧化活性,但其脂溶性不理想,因此在具体应用中受到一定限制。为了增加没食子酸的脂溶性,可以通过与醇进行酯化反应,形成没食子酸酯类化合物。没食子酸酯类化合物具有较强的抗氧化性,因此被广泛应用于食品抗氧化剂。
根据烷基碳源个数的不同,以没食子酸为原料合成的没食子酸酯类化合物分为低级酯和高级酯。这些酯类化合物常用于油脂的抗氧化,其中没食子酸丙酯是应用最广泛的抗氧化剂。除了没食子酸丙酯之外,没食子酸辛酯和没食子酸月桂醇酯(十二酯)等化合物也被FDA、FAO和WHO批准为含油脂类食品的添加剂。然而,欧盟对没食子酸辛酯和十二酯的修订提醒我们,食品添加剂的安全性始终是首要考虑的因素。
在我国,对食品添加剂的审核非常严格,目前只有没食子酸丙酯可以使用。油脂类食品中可以使用的抗氧化剂如表二所示,BHA、TBHQ等的安全性还有待提高,许多国家已经禁止使用。茶黄素在安全性方面更具优势,其抗氧化机理与没食子酸丙酯相似,通过提供氢原子与油脂自动氧化产生的游离基结合,形成稳定的抗氧化体系。然而,茶黄素的价格相对较高,竞争优势还需要时间来发展。
表一没食子酸丙酯可用范围
表二油脂食品中可用的抗氧化剂
综合考虑安全性和效果等指标,没食子酸丙酯是目前表现最好的一类油脂抗氧化剂。与TBHQ、BHA联合使用可以产生协同增效作用,提升抗氧化效果。然而,从食品添加剂的“天然化”趋势来看,姜黄素在油脂抗氧化方面更具应用前景。欧盟法规的修订预示着对没食子酸酯类化合物的研究仍需进一步深入。
丁基羟基茴香醚是一种脂溶性抗氧化剂,适用于油脂食品和富脂食品。它具有良好的热稳定性,可以在油煎或焙烤条件下使用。丁基羟基茴香醚对动物性脂肪具有较强的抗氧化作用,但对不饱和植物脂肪的抗氧化作用较差。
丁基羟基茴香醚可以稳定生牛肉的色素并抑制酯类化合物的氧化。与三聚磷酸钠和抗坏血酸结合使用可以延缓冷冻猪排的腐败变质。丁基羟基茴香醚还可以延长喷雾干燥的全脂奶粉的货架期,并提高奶酪的保质期。
丁基羟基茴香醚能够稳定辣椒和辣椒粉的颜色,防止核桃、花生等食物的氧化。将丁基羟基茴香醚加入焙烤用油和盐中,可以保持焙烤食品和咸味花生的香味,并延长焙烤食品的货架期。
丁基羟基茴香醚可以与其他脂溶性抗氧化剂混合使用,以获得更好的效果。例如,丁基羟基茴香醚和二丁基羟基甲苯的配合使用可以保护鲤鱼、鸡肉、猪排和冷冻熏猪肉片。将丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯和柠檬酸混合物添加到用于制作糖果的黄油中,可以抑制糖果的氧化。
根据我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760―1996)的规定,丁基羟基茴香醚可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、速煮米、果仁罐头、腌腊肉制品、早餐谷类食品和胶姆糖配料。其最大使用量为0.2g/kg。当与二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯混合使用时,丁基羟基茴香醚和二丁基羟基甲苯的总量不得超过0.1g/kg,没食子酸丙酯的使用量不得超过0.05g/kg(使用量均以脂肪计)。
十二烷基没食子酸酯,作为一种重要的化学化合物,引起了广泛的关注和研究。其在各种工业和日常用品中的应用越来越广泛,其独特的性质和功能为众多领域带来了便利和创新。本文旨在探讨十二烷基没食子酸酯的定义、特性以及其在不同领域中的应用,以期更深入地了解这一化合物的重要性和影响。
1. 什么是十二烷基没食子酸酯?
没食子酸高级烷基酯类,具有抗血小板凝聚的作用,能扩张血管,对心脑血管疾病有治疗作用,是一类较有前途的药物。此外,它们还具有抗氧化作用,可作为脂肪类和奶油类物质或食品的抗氧化剂,且不会影响这些食物的味道,优于维生素C。由于它们还有杀菌、抑菌和防腐作用,故作为食品的稳定剂,效果极佳。没食子酸十二烷基酯(DG)具有没食子酸高碳酯的性能,它已成为美国FDA和FAO/WHO批准使用的油脂类抗氧化剂,在应用中显示出了较高的抗氧化性和低毒性;此外研究中还发现它对血小板聚集也有对抗作用,并且对心血管病、病毒性疾病、细菌感染性疾病、胃溃疡、病毒性肝炎等有一定的疗效,在医疗上有较广阔的应用前景。
2. 没食子酸十二烷基酯存在于什么中?
没食子酸十二酯存在于多种产品中,包括:
(1)加工食品
通常用作加工食品中的抗氧化剂,尤其是油、脂肪、人造黄油和汤。它通过保护食物不被氧化来防止变质。
(2)化妆品
一些化妆品中也含有没食子酸十二酯,如口红、面霜、乳液和肥皂。
(3)制药
没食子酸十二酯有时用于药膏、乳剂和蜡。它作为一种抗氧化剂来保存药物。
3. 十二烷基没食子酸酯的应用
3.1 没食子酸十二酯在食品保鲜中的应用:自然延长保质期
没食子酸十二酯是一种用于食物中的抗氧化剂,尤其是油、脂肪、奶酪和土豆泥。没食子酸十二酯在美国被允许在人造黄油中使用。与没食子酸丙酯具有相同的抗氧化作用,但含量更高。烷基链的长度增加了脂溶性。没食子酸十二酯可以防止氧化引起的腐败,氧化会导致酸败,变色,失去风味和营养。没食子酸十二酯延长食品的保质期,减少对人工防腐剂的需求,在更长的时间内保持食品的品质和味道。
3.2 没食子酸十二酯的工业应用:提高产品稳定性
没食子酸十二酯的抗氧化性能在各种工业应用中具有重要价值。它有助于防止氧化引起的降解:
化妆品:防止成分氧化,从而提高产品的稳定性和保质期。
塑料和聚合物:延迟这些材料的分解,提高其耐久性和性能。
橡胶制品:减缓橡胶的降解,延长其使用寿命和功能。
3.3 药品中的没食子酸十二酯:辅助药物配方
没食子酸十二酯虽然不像在食品中那样广泛,但在药物配方中可以发挥作用。它可以:
提高稳定性:通过防止有效成分氧化延长某些药物的保质期。
增强溶解:在某些情况下,没食子酸十二酯可以帮助特定药物更好地溶解,提高其在体内的吸收。
4. 十二烷基没食子酸酯安全吗?
没食子酸盐(没食子酸丙酯、没食子酸辛酯和没食子酸十二烷基酯)是用作抗氧化防腐剂的化合物。它们被添加到食品或化妆品中,以防止由于脂肪和油的氧化而变质。118在化妆品中,没食子酸盐主要存在于蜡质或油性产品中,如润唇膏或唇膏,但也存在于面霜中。由于自 1947 年以来,没食子酸丙酯更频繁地包含在化妆品中,因此在评估患有唇炎的患者(尤其是女性)以及含有这些化学物质的乳膏和外用药物的消费者时,应牢记没食子酸丙酯。Hausen和Beyer确定具有最大致敏潜力的没食子酸盐是十二烷基没食子酸酯。美国没食子酸酯过敏的确切患病率尚不清楚,因为没食子酸酯敏感性的筛查不是常规进行的。这些化学品不包括在 NACDG 筛选托盘或 TRUE 测试中。
没食子酸十二酯过敏是一种过敏性接触性皮炎,是由直接接触某种物质引起的皮肤发痒、发红和发炎的反应。没食子酸十二酯是化妆品、食品和一些药物中的常见成分,对其过敏的人在接触这些产品后可能会出现反应。该反应可在接触没食子酸十二酯48小时内发生。与化妆品使用相关的过敏性接触性皮炎可能是由于过敏原未通过标准斑贴试验方案进行常规评估所致。丙基、辛基和十二烷基没食子酸酯是常用的抗氧化防腐剂,有文献中报道了相关的过敏性接触性皮炎。 Zachary E等人的研究对截至 2016 年 4 月的文献进行了系统回顾,以探索报告的没食子酸盐过敏病例。在食品和化妆品数据库中检索含有没食子酸盐的产品。已报告了 74 例没食子酸酯接触过敏病例。此外,各种市售的化妆品和食品都含有没食子酸盐化学物质。没食子酸丙酯是最常见的没食子酸酯接触过敏原,常引起面部和/或手部皮炎。如果你在使用含有没食子酸十二酯的产品后出现任何这些症状,去看医生进行诊断和治疗是很重要的。
十二烷基没食子酸酯在人造黄油和许多食用油中用作抗氧化剂。这种过敏原通常在加热时被破坏,使对其过敏的人安全食用。因此,与没食子酸酯主要相关的接触是沙拉和三明治酱。在食用前用烤箱加热这些食物可能会使其更安全。
5. 如何使用十二烷基没食子酸酯?
虽然没食子酸十二酯有潜在的好处,但负责任地使用它很重要。没有推荐剂量的日常使用,所以最好避免将其直接纳入你的日常生活。然而,通过熟悉通常含有十二烷基没食子酸酯的产品,你可以做出明智的选择。寻找有信誉的品牌,并注意潜在的过敏。如果您对某种产品不确定,医疗保健专业人员可以建议您如何最大限度地发挥其益处并避免任何风险。
6. 结论
在本文中,我们深入探讨了十二烷基没食子酸酯这一化合物的定义、特性和应用。我们可以看出其在工业和日常生活中的重要性。然而,我们也应该意识到在使用过程中对环境和健康可能带来的影响,并寻求更加可持续和环保的替代品。通过持续的研究和创新,我们可以更好地理解和利用这一化合物,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
参考:
[1]徐曼,陈笳鸿,汪咏梅,等. 没食子酸十二烷基酯含量的测定方法[J]. 生物质化学工程,2011,45(1):25-28. DOI:10.3969/j.issn.1673-5854.2011.01.005.
[2]https://www.atamanchemicals.com/dodecyl-gallate_u26213/
[3]https://www.liebertpub.com/doi/10.1097/DER.0000000000000263
[4]https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/dodecyl-gallate
[5]https://www.chemotechnique.se/get_pdf.php?l=en&p=641