沒(méi)食子酸丙酯的合成方法及其在食品加工中的應(yīng)用

(西華大學(xué) 四川 成都 610039)

引言

許多食品在預(yù)處理、加工、貯藏及其銷(xiāo)售過(guò)程中極易發(fā)生氧化，對(duì)其食品感官質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及貯存期和貨架期都有不利的影響，而沒(méi)食子酸丙酯作為一種油溶性食品抗氧化劑，在食品抗氧化過(guò)程中有著出色的作用。

一、概述

(一)理化性質(zhì)。沒(méi)食子酸丙酯(propyl gallate,PG)又稱(chēng)棓酸丙酯，是一類(lèi)油溶性食品抗氧化劑，為白色至淺黃褐色晶體粉末或乳白色針狀結(jié)晶，無(wú)臭、微有苦味，易溶于乙醇等有機(jī)溶劑，微溶于油脂和水，對(duì)光不穩(wěn)定易分解，易與銅、鐵離子發(fā)生呈色反應(yīng)，變?yōu)樽仙虬稻G色，抗氧化效果好，是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WTO)批準(zhǔn)使用的優(yōu)良油脂抗氧化劑之一。

沒(méi)食子酸丙酯在體內(nèi)可被水解，大部分聚成4-O-甲基沒(méi)食子酸或內(nèi)聚葡萄糖醛酸，由尿液排出。其毒性大鼠經(jīng)口LD50為3600mg/kg(體重)，ADI值為0-1.4mg/kg(體重)。《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》GB 2760-2014規(guī)定，沒(méi)食子酸丙酯在脂肪、熟制堅(jiān)果與籽類(lèi)、油炸食品、罐頭制品、餅干、腌臘肉制品類(lèi)、干魚(yú)制品、膨化食品等中的最大使用量為0.10g/kg(以油脂中的含量計(jì))。由于沒(méi)食子丙酸使用量達(dá)0.01%時(shí)及能著色，故一般與丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、檸檬酸、異抗壞血酸等增效劑復(fù)配使用，復(fù)配使用時(shí)沒(méi)食子酸丙酯用量不超過(guò)0.05g/kg。

(二)抗氧化機(jī)理。食品抗氧化劑是指能夠延緩油脂或食品成分氧化分解、變質(zhì)，提高食品穩(wěn)定性的一類(lèi)食品添加劑。油脂的氧化酸敗是食品氧化變質(zhì)的主要形式，其中油脂的自動(dòng)氧化可以分為三個(gè)階段：鏈引發(fā)階段、鏈增殖階段、鏈終止階段。而作為油溶性食品抗氧化劑的沒(méi)食子酸丙酯屬于酚類(lèi)化合物，能夠提供氫原子與油脂自動(dòng)氧化產(chǎn)生的自由基結(jié)合，形成相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，阻斷油脂的鏈?zhǔn)阶詣?dòng)氧化過(guò)程。

二、沒(méi)食子酸丙酯的合成方法

(一)五倍子制備沒(méi)食子酸丙酯。天然植物五倍子中含有沒(méi)食子酸，對(duì)五倍子進(jìn)行浸提得到浸提物沒(méi)食子酸，再對(duì)其進(jìn)行改性得到的酯類(lèi)物質(zhì)及沒(méi)食子酸丙酯。采用亞鐵還原能力法(FRAP)、1,1-二苯基-2三硝基苯肼(DPPH)自由基法、2-聯(lián)氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基法對(duì)其抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，F(xiàn)RAP值由大到小排序?yàn)椋篜G>TBHQ>BHA>BHT；DPPH自由基清除能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篜G>BHT>TBHQ>BHA；ABTS自由基清除能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篜G>BHA>BHAT>TBHQ。結(jié)果表明，PG的抗氧化活性均強(qiáng)于其他三種抗氧化劑，可作為新興食品抗氧化劑應(yīng)用。

(二)殼聚糖硫酸鹽催化合成沒(méi)食子酸丙酯。以殼聚糖硫酸鹽為催化劑，用沒(méi)食子酸與正丙醇直接酯化合成沒(méi)食子酸丙酯(PG)。該實(shí)驗(yàn)用正交試驗(yàn)確定了醇酸摩爾比、催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)PG收率的影響，得到了最佳工藝條件為:醇酸摩爾比為 10：1，催化劑用量為1.0 g，反應(yīng)時(shí)間為 4 h時(shí)，PG的收率可達(dá)91.3%。

(三)硫酸氫鈉催化合成沒(méi)食子酸丙酯。以硫酸氫鈉為催化劑，沒(méi)食子酸和正丙醇為原料合成沒(méi)食子酸丙酯，并考察影響反應(yīng)的因素。結(jié)果表明，沒(méi)食子酸、正丙醇和硫酸氫鈉摩爾比為1:14:0.058，反應(yīng)時(shí)間5h是最佳的反應(yīng)條件，沒(méi)食子酸丙酯收率達(dá)93.8%。

(四)微波輔助合成沒(méi)食子酸丙酯。以沒(méi)食子酸和正丙醇為原料，硫酸氫鈉為催化劑，采用微波輻射成功合成了沒(méi)食子酸丙酯。結(jié)果表明最佳反應(yīng)條件為:沒(méi)食子酸用量為0.025mol，沒(méi)食子酸與正丙醇的物質(zhì)的量比為1∶15，催化劑量為3g，微波功率為500W，微波時(shí)間為45min，不加帶水劑，在此條件下，沒(méi)食子酸丙酯的收率可達(dá)82.58%。

三、沒(méi)食子酸丙酯在食品加工中的運(yùn)用

(一)PG處理對(duì)庫(kù)爾勒香梨貯藏期品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的影響。以庫(kù)爾勒香梨為試材，經(jīng)沒(méi)食子酸丙酯處理后，定期檢測(cè)庫(kù)爾勒香梨果實(shí)貯藏期間呼吸強(qiáng)度、總糖、可溶性固形物含量、硬度、細(xì)胞膜 透性和相關(guān)氧化還原酶活性等指標(biāo)。結(jié)果顯示，沒(méi)食子酸丙酯溶液處理較好的保持了香梨果實(shí)硬度、可溶性固形物含量和總糖含量，抑制了香梨果實(shí)貯藏期呼吸強(qiáng)度，減緩果實(shí)細(xì)胞膜透性增加，對(duì)延緩SOD、CAT活性下降和抑制POD活性有積極作用，可有效延緩果實(shí)衰老，提高貯藏品質(zhì)和保鮮效果。

(二)PG對(duì)芥菜絲色澤劣變的影響。針對(duì)風(fēng)味芥菜絲在貯藏過(guò)程中容易出現(xiàn)的色澤劣變問(wèn)題,一研究比較了不同濃度沒(méi)食子酸丙酯對(duì)芥菜絲色澤等品質(zhì)和過(guò)氧化物酶活性的影響,結(jié)果顯示，沒(méi)食子酸丙酯對(duì)抑制芥菜絲在貯藏過(guò)程中褐變有顯著影響,添加沒(méi)食子酸丙酯的芥菜絲在室溫下貯藏21d后仍有商品價(jià)值。

(三)PG處理對(duì)薄皮甜瓜采后儲(chǔ)藏保鮮的影響。以薄皮甜瓜為試材，采用不同濃度沒(méi)食子酸丙酯處理薄皮甜瓜，研究其采后生理變化和保鮮效果。結(jié)果顯示：甜瓜經(jīng)0.25、0.50、1.00mmol/L沒(méi)食子酸丙酯處理后均具有較好的保鮮效果，其中0.50mmol/L沒(méi)食子丙酸處理效果最好，甜瓜果實(shí)貨架期延長(zhǎng)，果實(shí)腐爛率減少，并能有效保持果實(shí)儲(chǔ)藏期間較高的含水量以及可溶性糖、可滴定酸和維生素C含量。此外，與對(duì)照組甜瓜相比，PG處理可明顯減輕甜瓜果實(shí)的氧化損傷。

四、結(jié)論

沒(méi)食子酸丙酯作為一種油溶性食品抗氧化劑，在食品加工的許多方面都起著重要作用，能夠改善食品的感官質(zhì)量和加工條件，提高生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)食品的貯存期，只要在國(guó)標(biāo)規(guī)定的使用范圍內(nèi)，食品添加劑都是安全可靠的，在我國(guó)食品工業(yè)發(fā)展中能夠發(fā)揮最好的作用。