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聚甘油脂肪酸酯(亦称脂肪酸聚甘油酯),简称聚甘油酯,是由聚甘油与脂肪酸反应生成的一类新型的非离子型表面活性剂,中碳链脂肪酸聚甘油酯是将甘油聚合成多羟基的聚甘油后与中碳链脂肪酸(月桂酸、癸酸)反应而得。由于聚甘油酯能够很好地起到乳化、稳定、分散、消泡、品质改良、油脂结晶调整、防止蛋白质凝聚变性的作用;并可通过防止剩余脂肪的内聚来提高膨胀率、改善制品的均一性,进而改善制品的口感而被广泛应用于食品、日化、医药等行业,开发中碳链脂肪酸酯类食品乳化剂及防腐剂应用前景广阔。
本文采用NaOH作为催化剂催化甘油高温聚合生成聚甘油,合成的聚甘油羟值为1048.25,平均聚合度为4.35,产物主要为3至9聚合度聚甘油,同时含有一些环状聚甘油。采用直接酯化法合成月桂酸聚甘油酯和癸酸聚甘油酯,月桂酸聚甘油酯的酸值、皂化值、酯值分别为1.3mgKOH/g、181.46mgKOH/g、180.16mgKOH/g,HLB值为7.04,熔点为59.6℃;癸酸聚甘油酯的酸值、皂化值、酯值分别为1.52mgKOH/g、146.80mgKOH/g、145.28mgKOH/g,HLB值为10.98,熔点为46.2℃。
采用静置稳定性、离心稳定性、高温稳定性等乳化性能指标评价水油比为1:1时中碳链脂肪酸聚甘油酯的乳化性能,并测定其乳液类型及各项指标最佳时的最小添加量,乳化性能测试结果为:当乳化剂添加量较少时,大部分乳液为W/O型,当乳化剂含量较高时,此时更易形成O/W型乳液;月桂酸聚甘油酯乳液静置稳定性、离心稳定性、高温稳定性的最小添加量均为2％,即月桂酸聚甘油酯添加量为2%时,乳液各项乳化性能最佳,乳化效果最好;癸酸聚甘油酯乳液静置稳定性、离心稳定性、高温稳定性最小添加量分别为3%、4%、4%,即癸酸聚甘油酯添加量为4%时,乳液各项乳化性能最佳,乳化效果最好。月桂酸聚甘油酯乳化性优于癸酸聚甘油酯。
本文选取食品中常见细菌(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌)、常见真菌(酿酒酵母和黑曲霉)作为抑菌实验的指示菌,采用扩散法分别测试指示菌对月桂酸聚甘油酯和癸酸聚甘油酯的敏感性,二倍试管稀释法测定最低抑菌浓度(MIC)及最低杀菌浓度(MBC)。敏感性结果显示指示菌对月桂酸聚甘油酯和癸酸聚甘油酯均有敏感性;月桂酸聚甘油酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉和酵母菌MIC分别为2.5mg/mL、2.5mg/mL、0.32mg/mL、0.63mg/mL、0.63mg/mL;月桂酸聚甘油酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉和酵母菌MBC分别为:10mg/mL、10mg/mL、2.5mg/mL、1.25mg/mL、2.5mg/mL。癸酸聚甘油酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉和酵母菌MIC分别为2.5mg/mL、2.5mg/mL、0.32mg/mL、0.16mg/mL、0.16mg/mL;聚甘油癸酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉和酵母菌MBC分别为:5mg/mL、5mg/mL、1.25mg/mL、0.32mg/mL、0.63mg/mL。抑菌性能上,癸酸聚甘油酯优于月桂酸聚甘油酯。
本文主要从细胞膜方面对中碳链脂肪酸聚甘油酯抑菌机理进行了研究,采用电导法研究中碳链脂肪酸聚甘油酯对指示菌膜通透性的影响;考马斯亮蓝法考查中碳链脂肪酸聚甘油酯对指示菌液可溶性蛋白含量的影响;二苯胺法测定对指示菌液核酸含量的影响;结果显示:指示菌膜的通透性均有不同程度的增加,同时蛋白质和核酸类物质均有不同程度的泄漏。