單甘酯

單甘油脂肪酸酯又稱單甘酯，是一分子甘油和一分子脂肪酸酯化而成。

在常溫下，單甘酯是白色或淡黃色的固體，略帶苦味，不溶於水，溶於氯仿、乙酸乙酯、乙醇、苯及多種氯化烴等有機溶劑中。

單甘酯分子中有兩個親水性的羥基(OH)和一個親油性的烴基(R)．從而使得它具有優良的乳化性能．它屬於非離子型表面活性劑。HLB值在3～5之間，具有消泡性、親油性，是w/o型乳化劑。

近年來市售的單甘酯多為未經蒸餾的初級產品。它實際上是單甘酯、雙甘酯和少量三甘酯的混合物。由於雙甘酯分子中只有一個羥基，親水性太弱，乳化能力低，而三甘酯即油脂根本無乳化能力，所以產品中真正起乳化作用的是甘油一酸酯。因這種產品中單甘酯含量相對較低(50%以下)，故其應用範圍受到很大限制。相比之下，經蒸餾的高純單甘酯(含量超過90%)性能較佳，能滿足各種不同要求。隨著蒸餾技術的不斷進步，這種單甘酯的產量將會逐年提高。

1、應用於食品，單甘酯被認為是最安全的食品添加劑。

2、應用於護膚脂、冷霜、乳劑、髮乳等化妝品和醫藥藥膏的乳化劑，纖維整理劑，聚乙烯、聚丙烯、泡沫聚苯乙烯等的抗靜電劑等。

3、甘油單月桂酸酯與山梨酸復配可用於肉製品、乳製品和啤酒中的防腐劑、水果保鮮劑等。

4、甘油單油酸酯用於精密機件防鏽潤滑劑、食品添加劑等。高純單甘酯可用於PVC塑料加工中作內潤滑劑。

單甘酯在食品行業中主要作為乳化穩定劑，主要用在蛋糕油、奶油、咖啡伴侶、冰激凌、冷食、液固體飲料、乳製品、奶糖、飴糖、水果糖、巧克力、麵包、餅乾、花生/核桃/豆/芝麻/椰子醬（奶）、香腸、火腿腸、米面製品、麵條、澱粉、麻辣食品等。

工業作用單甘酯在塑料工業中主要用作脫模劑、增塑劑、抗靜電劑，還特別適用於塑料發泡製品的抗縮劑。單甘酯在複合鉛鹽穩定劑中是不可或缺的潤滑劑。單甘酯-GMS是油溶性非離子表面活性劑，HLB值3.6-4.0，廣泛應用於香精香料和食品中的乳化劑、分散劑、乳化穩定劑、增稠劑；也是豆製品加工的有效消泡劑。作為紡織印染助劑，是織物最好的防變色及柔軟劑。在PVC製品生產中作為內潤滑劑。

農業作用 在農用大棚膜的生產中，單甘酯是流滴劑的主要原料。單甘酯可作為硝酸纖維素的增塑劑、醇酸樹脂的改性劑、膠乳分散及合成石臘的配合劑。單甘酯在食品行業中主要用作食品添加劑。單甘酯在日用化妝品行業，在化妝品中，是生產膏霜類產品不可或缺的。用於潤膚脂、雪花膏、髮乳、洗髮香波等配方中，作乳化劑及增稠劑。也可用作醫藥品乳化劑、軟膏的增稠劑。有乳化、分散、消泡、起泡、澱粉抗老化和控制脂肪凝聚等作用；廣泛用於食品、化妝品、醫藥及塑料加工行業，是食品生產中使用最廣、用量最大的乳化劑。產品質量標準GMS 性 狀: 微黃色蠟樣固體或片狀 單 酯（%） 32---38或 ≥40 碘 值：（≤） 3.0 凝 固 點：≥ 54 遊離酸（以硬脂酸計% ≤） 2.5 重金屬（以Pb計，% ≤） 0.0005砷（以As計，% ≤ ）0.0001 鐵（以Fe計， % ≤） 0.002應用食品方面冰淇淋上的應用：分子蒸餾單甘酯是製作優質冰淇淋最理想的乳化劑和穩定劑，可改進脂肪分散性，使脂肪粒子微細均勻；促進脂肪和蛋白質的互相作用；防止和控制粗大冰晶形成，使組織細膩幼滑；提高產品保型性和儲存性；改善口融性。 （2）油脂類產品上的應用：應用於人造奶油、黃油、起酥油、花生醬、椰子醬、蚝油等產品，可以調整油脂結晶作用，防止析油分層現象發生，提高製品質量；應用於煉奶、麥乳精、乳酪、速溶全脂奶粉等乳製品，可提高速溶性，防止製品沉澱、結塊結粒；同時也可以應用於粉末油脂製品，如咖啡伴侶作乳化劑。 （3）麵包類製品上的應用：能促進麵包快速發酵，增大麵包體積，改善麵糰組織結構，延長麵包保鮮期。參考用量0.3%。 （4）糖果、巧克力上的應用：不僅可使糖和脂肪類原料迅速均勻混合，而且冷卻后也不分離；從而防止了起紋、粒化和走油等現象。還能防止製品粘牙、粘附和變形、提高製品的防潮性。在化妝品方面的應用（1）護膚膏霜產品中的應用：分子蒸餾單甘酯加入到含油脂和蛋白質飲料（椰子奶、花生奶、豆奶、杏仁奶、可可粉、豆漿晶）中可以顯著提高溶解性和穩定性，防止沉澱、分離，並具有賦香著色作用，單甘酯熱穩定性好，很適合各種飲料生產。 （2）冰淇淋上的應用：分子蒸餾單甘酯是製作優質冰淇淋最理想的乳化劑和穩定劑，可改進脂肪分散性，使脂肪粒子微細均勻；促進脂肪和蛋白質的互相作用；防止和控制粗大冰晶形成，使組織細膩幼滑；提高產品保型性和儲存性；改善口融性。 （3）油脂類產品上的應用：應用於人造奶油、黃油、起酥油、花生醬、椰子醬、蚝油等產品，可以調整油脂結晶作用，防止析油分層現象發生，提高製品質量；應用於煉奶、麥乳精、乳酪、速溶全脂奶粉等乳製品，可提高速溶性，防止製品沉澱、結塊結粒；同時也可以應用於粉末油脂製品，如咖啡伴侶作乳化劑。 （4）麵包類製品上的應用：能促進麵包快速發酵，增大麵包體積，改善麵糰組織結構，延長麵包保鮮期。參考用量0.3%。 （5）糖果、巧克力上的應用：不僅可使糖和脂肪類原料迅速均勻混合，而且冷卻后也不分離；從而防止了起紋、粒化和走油等現象。還能防止製品粘牙、粘附和變形、提高製品的防潮性。在塑料工業的應用（1）抗靜電：在塑料樹脂內遷移快，效時長，能降低表面電阻減小靜電形成和積聚，所以具有快速長效抗靜電減少塵埃吸附功能，作為塑料中的抗靜電劑、防塵劑。 （2）優良的表面活性，在塑料樹脂中使薄膜表面易濕潤，保持透明，空氣凝結水珠可順膜流下，所以具有封口和印刷性好，保持透明有利透光，可作為長效防霧劑抗滴流劑。 （3）良好的油脂性：與樹脂分子相容，降低分子間摩擦力，減小熔體粘度，能縮短生產周期、成品率高，作為內外潤滑劑、脫模劑。 （4）優良乳化性：與發泡劑一起，能使泡體結構均一細膩，減小汽泡收縮，特別是冬季氣溫低時抗收縮能力強，使產品亮潔光滑，節省原料，作為助發泡劑 抗收縮劑。 （5）樹脂相容性，能深入樹脂分子，增加柔韌性，可改善熔化和注模，因此可作為增塑劑、改性劑。 （6）由天然植物油為原料，無嗅無味，按食品添加劑生產，因此安全無毒，可添加到食品包裝塑料中。分子蒸餾單甘酯作為一種安全、有效、穩定的乳化劑，現在正越來越多的應用在各個領域！用法用量方法一：因為分子蒸餾單甘酯易溶於油脂，將分子蒸餾單甘酯與油脂一起熔化后攪拌混合，再投料，本方法適用於人造奶油、糕點油等產品。方法二：將分子蒸餾單甘酯粉末與其它原料粉末（如麵粉、奶粉）直接混合均勻投料，然後依法製成各種產品。方法三：製成水合物，再投料使用，具體步驟如下： 1． 將一份分子蒸餾單甘酯置於容器內，用電爐或其它加熱方法把分子蒸餾單甘酯加熱熔化成液體； 2． 將4－5份約70℃的熱水加入高速攪拌機或打蛋機內，啟動攪拌機，將熱水激烈攪動； 3． 將熔化成液體的分子蒸餾單甘酯（如果攪拌設備良好，也可以直接加入珠粒或粉末單甘酯），徐徐地加入正在被攪拌的熱水中攪打混合，即可以生成乳白的水合物膏體，后冷卻到室溫待用。用量： 1.5%－3.5%（按產品配方原料重量計），若產品油脂、蛋白質等成份較多，或含不易乳化的原料，則應增加分子蒸餾單甘酯的用量至1%－5%。生產方法由硬脂酸與甘油直接酯化而得。或由硬脂酸甘油酯與甘油經脫臭、中和、精製而得。也可由環氧氯丙烷與硬脂酸鈉，在相轉移催化劑存在下，經精製、分離、乾燥得產品。質量指標（GB 1986—89）含量（飽和脂肪酸單甘酯）≥40%；碘值≤3；凝固點≥53℃；遊離酸（以硬脂酸計）≤2.5%；砷（以As計）≤0.0001%；重金屬（以Pb計）≤0.0005%；鐵（以Fe計）≤0.002%。LGB 15612—95（蒸餾單硬脂酸甘油酯）含量（單硬脂酸甘油酯）≥90.0%；碘值≤4.0；凝固點60~70℃；遊離酸（以硬脂酸計）≤2.5%；砷（以As計）≤0.0001%；重金屬（以Pb計）≤0.0005%。

單甘酯的工業化生產主要採用化學法。化學法合成單甘酯通常產率低、能耗高、產品色澤深而且有異味。為了獲得較高質量和產量的單甘酯，近年來，人們開始探索以脂肪酶為催化劑，在較低溫度下合成單甘酯的新途徑。酶法合成單甘酯具有許多優點，如反應條件溫和、能耗低和產品純度高，國內外已經對其進行了大量的相關研究，但是仍然存在單甘酯產率較低，合成所用設備結構、溶劑系統以及操作過程過於複雜等不足之處，多數研究還處於實驗階段，沒有實現商業化生產。

國內外的研究者以天然油脂、脂肪酸和甘油等為原料，利用生物催化劑脂肪酶，在有或無有機溶劑體系中，通過油脂水解或醇解、脂肪酸與甘油酯化和甘油解等多種反應途徑合成單甘酯。脂肪酶在有機相中合成單甘酯的途徑主要有如下幾種。

1、水解法指天然油脂或三甘酯通過水解作用生成單甘酯的過程。水解法最主要的問題是單甘酯產率較低，原因是每產生lmol單甘酯則生成2mol脂肪酸，脂肪酸抑制醯基轉移從而阻止水解反應繼續進行。

2、酯化或轉酯反應指甘油與脂肪酸或脂肪酸酯通過酯化或轉酯反應產生單甘酯的過程。酯化或轉酯反應的關鍵是控制初步酯化產品單甘酯不被進一步酯化成雙酯或三酯，所以生成的單甘酯應及時從反應體系中分離出去，以提高單甘酯產率。

3、甘油解法指以天然油脂或三甘酯和甘油為底物合成單甘酯的過程。甘油解反應具有最高理論產率，因為每1 molTAG(三甘酯)消耗2mol甘油，同時能夠產生3moI單甘酯。

單甘酯作為在食品和其他行業廣泛使用的添加劑，市場已開發出系列產品．主要有普通單甘酯，高純(蒸餾)單甘酯和單甘酯的衍生物產品等，現介紹如下：

(一)普通單甘酯

普通單甘酯即由酯化法或醇解法得到的未經蒸餾或提純處理的單甘酯初級產品，它是單甘酯和雙甘酯及其它組份的混合物，其中單甘酯含量一般為35～40%，雙甘酯約為35～45%，酯約為10～15%，遊離甘油為1～7%。由於單幹酯的實際含量較低，故只能作為一般工業用。

(二)高純單甘酯

作為工業用的普通單甘酯，一般含量為35~40%，最高不會超過60%。為提高單甘酯的用途，需對普通單甘酯進行提純處理，提純的方法是除去催化劑和甘油，再經高分子蒸餾，最後得到單甘酯含量在90%以上的高純單甘酯。

除去催化劑的方法是將反應產物冷卻到125℃左右，加入一定量的磷酸，以中和催化劑。

脫甘油時，一般在薄膜蒸發器中進行，先在殘壓0.13~0.25kPa(1~2mmHg)，溫度140℃下，從混合物中分離氣態產物、水和部分甘汕(脫氣)，然後在高真空(靠多級蒸汽真空泵建立)下蒸餾出甘油，遊離脂肪酸和部分短碳鏈單甘酯。此時設備的操作條件為：殘壓0.013~0.039kPa(0.1~0.3mmHg)，溫度160℃左右。

經初步分離蒸餾后的產品含60%左右的單甘酯，要得到90%以上的單甘酯，還要用薄膜蒸發器在三級分子蒸餾裝置上製備，設備中的溫度範圍為205~210℃，殘壓0.0013~0.0039kPa(0.01~0.03mmHg)。

（三）單甘油酯的衍生物

純度較高的單甘油酯，可與醋酸、乳酸、檸檬酸、酒石酸等有機酸再進行酯化，形成多種單甘油脂的衍生物，成為多種特殊用途的乳化劑。

1、單甘酯的二乙醯基酸酯

單甘酯的二乙醯基酸酯為黃色片狀固體或棕色的軟膏，主要用作麵包工業的改性劑。把它加入麵包中，能促進油脂的均勻分佈，防止烙烤時麩質和澱粉糊發粘。

2、單甘酯的乳酸酯

單甘酯和乳酸酯主要用於糖漿和麵包工業中。

3、單甘油酯的聚氧乙烯醚

單甘油酯聚氧乙烯醚的分散性、乳化力、起泡力和滲透力均很好，可用作油膏和乳狀液的乳化劑和穩定劑，也可作香料、色素、藥品的加溶劑。它可由單甘油酯與環氧乙烷反應製得。

4、單甘酯的水合物

這種產品是蒸餾單甘酯在水中的乳狀液，在外部形態上它是一種具有弱醋酸味的白色柔軟物，它主要用於麵包和通心粉製品的生產。單甘酯的水化物與麵粉中的澱粉能生成一種複雜的化合物，從而阻止麵包變硬。