硬脂酸甘油酯的概述与应用

2025/10/29 10:13:10 作者:流风

硬脂酸甘油酯,英文名为Glyceryl monostearate,常温常压下为白色固体,它具有特殊的脂肪气味,可由硬脂酸与甘油通过缩合酯化反应制备得到,该物质能溶于热水、热醇、石油和烃中。硬脂酸甘油酯一般用于日用化学品,如制冷霜、雪花膏,也可用于医药和食品加工业中用作乳化剂。

硬脂酸甘油酯的性状图

图1 硬脂酸甘油酯的性状图

概述

硬脂酸甘油酯的化学结构式

图2 硬脂酸甘油酯的化学结构式

硬脂酸甘油酯的化学结构由一个甘油骨架组成,其中一个羟基被硬脂酸酯化,另外两个羟基保持游离状态(存在两种立体异构体,通常是1-单酯和2-单酯的混合物)。硬脂酸甘油酯是一种由一个硬脂酸(十八碳饱和脂肪酸)与甘油通过酯化反应形成的化合物,单甘脂在室温下通常是白色或微黄色的蜡状固体,具有良好的亲水性和亲油性平衡,是一种高效的非离子型乳化剂。它能够降低水油两相之间的表面张力,使互不相溶的水和油相能够均匀混合,形成稳定的乳状液。硬脂酸甘油酯具有亲脂性,不溶于水,但可溶于有机溶剂,如油类、醇类、苯和丙酮。在正常条件下较为稳定,作为饱和脂肪酯,硬脂酸甘油酯的抗氧化能力较强。然而,在强酸或强碱环境下,或在长时间高温作用下,它可能发生水解,生成游离硬脂酸和甘油。其在pH5–7 的配方中最稳定,但与共乳化剂一起使用时,可以耐受较广的pH范围。

合成工艺

甘油与丙酮反应制得异丙叉甘油,再与硬脂酸反应合成了硬脂酸甘油酯。研究人员探讨了反应条件及催化剂对产物选择性和收率的影响,结果表明以对甲苯磺酸为催化剂,在摩尔比甘油:丙酮:硬脂酸=1:2:0.8的条件下,缩合反应5.5 h,酯化反应6.0 h,可以制得含量为94.4%的单硬脂酸甘油酯。[1]

乳化增稠性

在化妆品乳化体系中,硬脂酸甘油酯通常与其他脂肪成分共结晶,形成层状凝胶网络,从而有助于稳定和增稠产品。它一般不会与其他成分发生化学反应,但作为表面活性剂,它可以通过非共价相互作用(如与共表面活性剂和脂肪醇形成混合胶束或液晶)影响配方特性。其亲水-亲油平衡值(HLB)较低(3.8),反映出其强烈的亲油性。这意味着单独使用甘油硬脂酸酯时,更倾向于形成油包水(W/O)乳液或作为稠度调节剂,因此通常需要与更高HLB值的乳化剂组合使用,以形成水包油(O/W)乳液。

化学应用

硬脂酸甘油酯可用于家用化学制品,是雪花膏、冷霜等的理想原料。硬脂酸甘油酯也用于医药制品,是配制中性药膏的原料。硬脂酸甘油酯在制冰淇淋等食品中用作乳化剂。硬脂酸甘油酯用于制作面色、点心、人造奶油、冰淇淋等食品,作为人造乳制品的乳化稳定剂,食品保鲜剂和减肥添加剂等。在日本, 80% 的聚甘油酯用于食品添加剂。作为人造奶油中的乳化稳定剂和晶体改良剂,硬脂酸甘油酯还能改善奶油的涂抹性、流动性和塑性;用于冰淇淋,无论在外观光滑性、干湿度、口感细腻光滑、膨胀性、耐热性和保形性等方面均优于单甘酯。用于面包等烘烤食品,能使体积膨大1/4,内部网状结构细密均匀,口感弹性增加,柔软度好,用于制作蛋糕,体积能增大30%,制成的蛋糕气孔均匀,改善口味和增加咀嚼口感。在饮料、糖果中它的乳化、分散性优于其它乳化剂,用于巧克力,能起到降粘及屈服点的作用,使制品更易加工。[2]

参考文献

[1] 谷玉杰,吕剑. 高纯度单硬脂酸甘油酯的合成[J].应用化工, 2004, 33: 3.

[2] 赵亚楠,明建.单硬脂酸甘油酯在面制食品中的应用[J].食品工业科技, 2011, 6: 4.

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