单硬脂酸甘油酯性质、用途与生产工艺
单甘酯（Monoglyceride，MG）的全称为单脂肪酸甘油酯(或甘油单脂肪酸酯), 其有两种构型即 1- MG和2- MG。按照主要组成脂肪酸的名称可将单甘酯分为单硬脂酸甘油醋、单月硅酸甘油醋、单油酸甘油醋等,其中产量最大应用最多的是单硬脂酸甘油酯。
单硬脂酸甘油酯一般为油状、脂状或蜡状,色泽为淡黄或象牙色,油脂味或无味,这与脂肪基团的大小及饱和程度有关,具有优良的感官特性。此外，单硬脂酸甘油酯是一种多元醇型非离子型表面活性剂，由于它的结构具有一个亲油的长链烷基和两个亲水的羟基,因而具有良好的表面活性，能够起乳化、起泡、分散、消泡、抗淀粉老化等作用，是食品和化妆品中应用最为广泛的一种乳化剂。另外,在医药工业中也有重要用途,如多不饱和脂肪酸(EPA, DHA)甘油酯具有预防心血管疾病的作用。在高分子合成领域中,单硬脂酸甘油酯亦有广泛用途。
1. 感官特性：单硬脂酸甘油酯属油脂亲缘性,其感官特性和油脂有所相似,其稠度与脂肪酸基团有关,一般可为油状、脂状或蜡状。一般来说,单甘酯比其所用的油脂或脂肪酸有更高的稠度和熔点,单甘酯的熔点的变化规律是:随着脂肪酸的碳链的延长,单甘酯的熔点增加;单甘酯的颜色、气味同相应的脂肪酸基团及原料来源有关,其气味一般都有油脂气味,颜色从褐色到乳白色不等。
2.热稳定性：单硬脂酸甘油酯是1-单甘酯和2-单甘酯的混合物,这就是分子内发生酰基转移的结果,这种分子内的酰基转移的活化能比较低,所以在任一温度条件下单甘酯都是两者的混合物,只是两者的比例随温度的不同而不同。
3.结晶行为：单硬脂酸甘油酯作为类脂化合物，具有同质多晶现象。蒸馏单甘酯会结晶为亚稳α-晶体形态,然后转变为较高熔点的稳定β-结晶形态。亚稳β′-结晶形态不存在于工业单甘酯。当α-结晶形态冷却后,会发生第三种结晶形态的固态转换,称为亚-α。
4.介晶性质：单硬脂酸甘油酯与水能发生很复杂的相互作用,其作用程度取决于温度及单甘酯与水的比例,同时与脂肪酸的种类有关。所形成的物质能够同时表现出晶体性质及液体性质,即介晶性。单甘酯的介晶相有:层状中间相(层状相), α-凝胶,立方体相,六角形相等,单甘酯在常温状态是β-结晶是一种类脂双分子层的结构,中间由极性基团依靠氢键连接,这一层与水有很强的亲和力,当温度高于克拉夫点时,水开始渗入双分子层的极性层中,形成层状中间相。
图2：单甘酯的两种结构
单硬脂酸甘油酯是被广泛应用于食品、医药、化妆品、洗涤剂工业中常见乳化剂。由于单甘酯与油脂相互作用,能促进其晶型的生成,具有改良塑性油脂的延展性、酯化性及吸水性的作用以及防止加热过程中飞溅等特点,已用于人造奶油、起酥油、蛋黄酱、调味料及其它专用油脂的生产。单硬脂酸甘油酯与面筋蛋白相互作用可形成蛋白质一类脂一蛋白质和淀粉一类脂一蛋白质的对称类型的复合体,从而增强了面筋质。同时,还是乳酸单甘酯、柠檬酸单甘酯、琉拍酸单甘酯、二乙酞酒石酸单甘酯等系列乳化剂的母体;单甘酯的添加可以改善食品的风味及其功能性。同时它还有许多其他的应用性能。在聚乙烯加工中单甘酯用做内润滑剂,能促进凝胶化顺利进行,提高流动性。在聚烯烃中单甘酯用做抗静电剂,能将塑料表面的静电泄漏掉,避免制品发生电击障碍,防止制品表面吸附灰尘而变脏,同时能减少表面摩擦起电。在塑料中单甘酯用做防雾剂,能消除农用薄膜结雾而影响日光透过率和滴水引起作物生长不良等雾害作用,同时也能消除食品包装膜内的雾化模糊现象,提高内装物的美观和商品价值。
目前,工业上合成单甘酯主要采用化学法,包括直接酯化法、甘油解法和油脂水解法,其中以牛油或其他天然油脂的甘油解反应的工艺应用最为广泛。其中以牛油或其他天然油脂的甘油解反应的工艺应用最为广泛。
甘油解反应工艺是在高温(大于220℃)下以碱为催化剂,N:保护,催化油脂与甘油之间的反应,产物主要为单甘醋和二甘酷的混合物(各约占45%)。这样合成单甘酯主要有如下缺点:(1)需要使用过量的甘油;(2)需在高温条件下反应,能源消耗大;(3)高温会导致油脂中不饱和脂肪酸发生降解,降解产物有较深色泽(深褐色)和焦糊味;(4)为浓缩单甘酯并除去副产物,需要通过分子蒸馏,设备投资大,成本高。
脂肪酶催化合成单甘醋的方法包括天然油脂或合成甘三酯(TG)的水解、醇解及甘油解,脂肪酸(或其酯)与甘油的酯化转酯化,天然油脂或合成甘三酷的保护基团反应。酶法合成单甘酯与化学法的不同在于,由于脂肪酶的使用,降低了反应温度,使得能耗降低,同时产品的质量也得到保证;另一方面,酶的稳定性及使用寿命，也需要一定的反应体系条件来保证。
添加剂中文名称
允许使用该种添加剂的食品中文名称
添加剂功能
最大允许使用量（g/kg）
最大允许残留量（g/kg）
单脂肪酸甘油酯
胶基糖果
胶基糖果中基础剂物质
按生产需要适量使用（有特别规定的除外）
1.胡永涛等，单甘酯、甘二酯高纯品的生产、理化性质及特殊用途；中国食品添加剂专论综述[A]，2008.
2. 殷晶莉等，单甘酯的合成及在塑料工业中的应用[J]；塑料助剂；2012.6
3. 刘书来等，单甘酯合成及其应用[A]；粮食与油脂；2001.
4. 刘燕等，单甘酯的研究进展[A]；技术油脂工程；2008.
5. http://baike.so.com/doc/6565780-6779538.html.
用途
广泛用于化妆品行业，尤其在洗发香波、浴用剂中使用更为广泛
用途
在食品或化妆品中作为乳化剂和表面活性剂，也是塑料制品的内外润滑剂
用途
用作气相色谱固定液、分散剂及乳化剂，也用于制药工业
用途
生化研究，人造奶油的增稠，油类和蜡等的溶剂，乳化剂，吸湿性粉末的保护剂，不透明遮光剂。气相色谱固定液(最高使用温度125℃，溶剂为热乙醇)，分离分析含氧化合物及挥发油。
单硬脂酸甘油酯
上下游产品信息
上游原料
下游产品