反丁烯二酸酸甘油甲酯的合成及其性質(zhì)的研究.pdf

1、多功能化食品添加劑是食品添加劑發(fā)展的一個(gè)重要方向。a,β-不飽和羰基結(jié)構(gòu)是防腐劑呈強(qiáng)抗菌活性的有效功能結(jié)構(gòu)。反丁烯二酸二甲酯(DMF)即為一種含有該功能團(tuán)的廣譜、高效、低毒的防腐劑，但由于其致皮膚過敏性導(dǎo)致在食品工業(yè)中的應(yīng)用受限。論文引入甘油基團(tuán)，保留其防腐官能團(tuán)，在增大分子量，消除升華特性的同時(shí)，增加兩個(gè)羥基基團(tuán)，增強(qiáng)其親水性，合成新型多功能食品添加劑反丁烯二酸甘油甲酯(GMF)，并對(duì)其抑菌活性和乳化特性進(jìn)行了研究。 根據(jù)有機(jī)

2、合成原則，分析了原料、催化劑等因素對(duì)GMF可能合成路徑的影響，確定了以順丁烯二酸酐為原料，并且采用“一鍋法”完成三步反應(yīng)的合成路線。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，得到合成GMF的優(yōu)化條件為：順丁烯二酸酐：甲醇=1:1，酯化溫度60℃，酯化反應(yīng)時(shí)間0.5h，攪拌速度600r/min，此時(shí)順丁烯二酸單甲酯的產(chǎn)率最大；順丁烯二酸酐:甘油=1:1，酯化催化劑對(duì)甲苯磺酸的用量為6％，酯化溫度85℃，酯化反應(yīng)時(shí)間3.5h；異構(gòu)化催化劑SOC12質(zhì)量分?jǐn)?shù)6％，

3、異構(gòu)化溫度65℃，異構(gòu)化反應(yīng)時(shí)間2h，所得GMF酯化度(DE)為1.09，產(chǎn)率為78％。產(chǎn)品為白色顆粒固體，熔點(diǎn)約為110℃～130℃，常壓下無升華性。其結(jié)構(gòu)用紅外光譜和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用得到表征。 抗菌特性研究表明：DE為1.09的GMF具有較廣的抗菌譜系，對(duì)細(xì)菌、酵母和霉菌的生長具有較強(qiáng)的抑制能力，抑菌作用不受pH值的影響。在pH3～7的介質(zhì)中，GMF具有接近于DMF的抑菌能力。環(huán)境溫度在27℃～47℃變化時(shí)，對(duì)GMF的影響

4、較小，但溫度大于90℃時(shí)，GMF會(huì)發(fā)生聚合，導(dǎo)致抑菌效果下降。皮膚試驗(yàn)證明GMF不具有DMF對(duì)皮膚刺激、過敏的特性。 乳化性能研究表明：DE為1.09的GMF是一種非離子型的W/O型的表面活性劑，其HLB值為9.1，pH值在7左右，pH隨濃度變化不大。臨界膠束濃度比分子蒸餾單甘酯和Span-80低，為0.6g/L；起泡性能比Span-80和分子蒸餾單甘酯好，而且泡沫也比它們的穩(wěn)定。濃度為0.3％的表面活性劑溶液的表面張力為43.