1. 丁基羥基茴香醚
又名叔丁基—4—羥基茴香醚、丁基大茴香醚,簡稱BHA,為兩種成分(3—BHA和2—BHA)的混合物。分子式為C11H16O2,相對分子質量為180.25。
(1)性狀
丁基羥基茴香醚為白色至淺黃色蠟狀固體,有輕微特異臭。市售品為(Ⅰ)與(Ⅱ)的混合物,一般(Ⅰ)的含量為90%以上。熔點48~63℃,沸點 264~270℃(98KPa),不溶于水,易溶于乙醇、丙二醇及各類油脂。對熱穩(wěn)定,在弱堿性條件下也不易被破壞。3—BMA的抗氧化效果比2—BHA 高1.5—2倍。BHA對動物脂肪的抗氧化性較強,對不飽和的植物油的抗氧化性較弱。
(2)生產工藝
主要有兩種方法:
①以磷酸為催化劑,對苯二酚和叔丁醇在101℃條件下反應,生成中間體叔丁基對苯二酚,再在鋅粉存在下,與硫酸二甲酯反應而制得。
②對羥基茴香醚與叔丁醇在磷酸或硫酸作用下,發(fā)生烷基化反應而生成BHA。
反應生成物先用水洗,再用10%NaOH溶液洗滌,經減壓蒸餾、重結晶即得成品。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760—1996)規(guī)定:BHA可用于食用油脂、油炸食品、干魚制品、餅干、方便面、速煮米、果仁、罐頭、腌制肉 制品及早餐谷類食品,最大使用量為0.2g/kg。BHA與BHT、PG混合使用時,其中BHA與BHT總量不超過0.10g/kg,PG不得超過 0.05g/kg。BHA與BHT混合使用時.總量不得超過0.2g/kg(使用量均以脂肪計)。此外,也可用于膠姆糖配料。
實際使用中,BHA可廣泛用于各種食品如油脂、含油食品和食品包裝材料。
BHA對動物脂肪的抗氧化作用較強,單獨使用BHA可將豬油的氧化穩(wěn)定性從4h提高到16h。如果與增效劑檸檬酸一起使用,可提高到36h。其他增效劑如磷酸、卵磷脂和蛋氨酸均有此效果。如果在BHA與PG或BHT的混合物中再加—種螯合劑如檸檬酸,則將更有效。
BHA對植物油的作用比動物油小。在粗制植物油中加入0.02%的BHA作為抗氧化別,精煉后可使其有比較長的保質期。
在人造黃油中,使用0.01%的BHA和0.005%的PG,比單獨使用BHA的效果好。
對于肉制品,0.01%的BHA可穩(wěn)定生牛肉的色澤和抑制脂類物質的氧化,并能防止各種干香腸的退色和變質。
用于奶制品,0.01%的BHA可延長奶粉和奶酪的保質期。
對于香辛料和堅果,BHA能穩(wěn)定辣椒粉的顏色,防止核桃、花生等的氧化。將BHA加入焙烤用油和鹽中,可以保持焙烤食品和咸味花生的香味。
BHA或BHA、PG和檸檬酸的混合物加入到用于制作糖果的黃油中,可抑制糖果氧化。
用于壓縮餅干和油脂含量高的餅干,按油脂量每kg添加BHA0.035g,PG 0.035g和檸檬酸0.07g,可有效防止氧化。
可采用直接添加法,將油脂加熱到60—70℃時加入抗氧化劑,再繼續(xù)攪拌20min,以保證其分布均勻和充分溶解。
BHA具有一定的熏蒸性,因此可在食品包裝材料中應用而對食品起抗氧化作用??赏磕ㄔ诎b材料內面,也可在包裝袋內充入抗氧化劑的蒸氣,或用噴霧法將抗氧化劑噴灑在包裝紙上。用量為0.02%~0.1%。
(4)使用注意事項
本品可單獨使用,但與其他抗氧化劑及增效劑合用,效果更好。本品通鐵離子等會變色。
2.二丁基羥基甲苯
化學名稱2,6—二叔丁基對甲酚,3,5-二叔丁基—4—羥基甲苯.簡稱BHT,分子式C15H240,相對分子質量220.35。
(1)性狀
二丁基羥基甲苯為白色結晶或結晶性粉末,無臭無味,熔點69.7℃.沸點265℃。不解于水、甘油和丙二醇,易溶于乙醇和油脂。具有單酚型特征的升華性,加熱時與水蒸氣一起揮發(fā),對熱相當穩(wěn)定。遇金屬離子特別是鐵離子,不顯色,抗氧化效果良好。
BHT雖然抗氧化能力稍遜BHA,但由于其價格特別低廉.是我國目前生產量最大的抗氧化劑之—。
(2)生產工藝
以對甲基苯酚和異丁醇為原料合成BHT的反應路線為:
異丁醇經氯化鋁脫水生成異丁烯.經硅膠脫水后通入對甲基苯酚中反應約8h,將反應生成物用碳酸鈉調節(jié)pH值為7~8,然后經水洗滌后用70%乙醇進行粗結晶,再將粗結晶用乙醇重結晶,干燥后即得成品。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標推》(GB 2760-1996)規(guī)定:BHT的使用范圍及最大使用量與BHA相同。
實際使用時,BHT與BHA或TBHQ混合使用,其效果超過單獨使用,但其對PG無增效作用。
在植物油中,可使用BHT、BHA和檸檬酸組成比為2:2:1的混合物。精煉油添加BHT時必須在堿煉、脫色和脫臭后,在真空下油品冷卻到12℃時添加。添加時應事先用少量油脂使BHT溶解,檸檬酸用水或乙醇溶解后再惜真空吸入油中攪拌均勻。
用于起酥油,BHT比BHA有效。但用于油炸食品,BHT的攜帶進入能力不如BHA。
用于肉制品、奶制品及堅果等,和BHA相同。
BHT也可加入包裝焙烤食品、速凍食品及其他食品的紙或塑料薄膜等材料中,其用量為每Kg包裝材料加0.2~1gBHT。
(4)使用注意事項
BHT對于油炸食品所用油脂的保護作用較?。畬θ嗽禳S油貯存期間沒有足夠的穩(wěn)定作用。一般很少單獨使用。
3.特丁基對苯二酚
又名叔丁基對苯二酚、叔丁基氫醌,簡稱TBHQ,分子式C10H14O2,相對分子質量166.220
(1)性狀
TBHQ為白色粉狀結晶,有特殊氣味,熔點126.5~128.5℃,沸點300℃。易溶于乙醇和乙醚,可溶于油脂,不溶于水。對熱穩(wěn)定,遇鐵、銅等金屬離子不形成有色物質,
但在見光或堿性條件下可呈粉紅色。
TBHQ有較強的抗氧化能力。對植物油而言,抗氧化能力順序為TBHQ>PG>BHT>BHA;對動物油脂而言,抗氧化能力順序為TBHQ>PG>BHA>BHT。
TBHQ在食品油煎過程個對食品有很好的“攜帶進入”作用(即隨油脂進入食品中而起作用)。但在食品焙烤過程中,抗氧化能力較差。
TBHQ還有一定的抗菌作用。對細菌、酵母的最低抑制濃度為0.005%~0.01%,對細菌為0.005%~0.028%。Nacl對其抗菌有增效作用。在酸性條件下,TBHQ的抑菌作用較強。
(2)生產工藝
有兩種生產方法。
第一種方法是用等物質的量的對苯二酚和叔丁醇以甲苯為溶劑,用85%硫酸作催化劑,在90—100℃條件下反應后,熱的甲苯層被分出,經蒸餾除去溶劑后再進行熱過濾除去異構體,濾液冷卻后得到TBHQ。
另一種方法是用等物質的量的對苯二酚和異丁烯在85%磷酸催化下,以甲苯為溶劑,于105℃反應,分出甲苯層冷卻后可得到含有少量雜質的TBHQ。用熱水進行重結晶即可得到產品。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(G82760-1996)規(guī)定:可用于食用油脂、油炸食品、干魚制品、餅干、方便面、速煮米、干果罐頭及腌肉制品,最大使用量為0.2g/kg。
實際應用中,由于對油炸食品的抗氧化性比其他抗氧化劑效果好得多,因此在油炸方便面、油炸土豆片等油炸食品中,常使用TBHQ。
TBHQ對植物油也最有效。對于棉籽油、豆油、花生油等精煉油也常使用。
其他抗氧化劑和檸檬酸等對TBHQ有增效作用。
使用時,可以直接將TBHQ加入到已經加熱的油脂中,充分攪拌,使TBHQ分散均勻。也可先將TBHQ溶解在少量的油脂中制成TBHQ濃縮液,再加入到大 量油脂中或以計量器把TBHQ濃縮液加入到油脂流經管道里,這時,管道內應能夠產生足夠的湍流使TBHQ均勻分散。
(4)使用注意事項
盡量避免在堿性條件下使用TBHQ,以防止變色。TBHQ常與檸檬酸、VC等配合使用。
4. 沒食子酸丙酯
又名五倍子酸丙酯,簡稱PG,分子式C10H12O5,相對分子質量212.2l。
(1)性狀
沒食子酸丙酯為白色至淡褐色結晶性粉末,或乳白色的針狀結晶,無臭,稍有苦味,水溶液無味,熔點146~150℃。在水或含水乙醇溶液中結晶可得一水合 物,在105℃則失水變成無水物,有吸濕性,溶于乙醇、丙酮及乙醚,難溶于氯仿、脂肪與水。其溶解度為:水中0.35%(20℃)、花生油中0.5% (20℃)、棉籽油中1.2%(30℃)、乙醇中l(wèi)03%(25℃)。其0.25%水溶液的PH值在5.5左右。對熱較敏感,在熔點時即分解,因此應用于 高溫食品中穩(wěn)定性較差。易與銅、鐵等金屬離子反應呈紫色或暗紫色,光照可促進其分解。
本品對植物油、豬油等動物油脂的抗氧化性比BHA強,但對含油的面制品加奶油餅干等的抗氧化作用,不如BHA或BHT。 PG加增效劑檸檬酸時,其抗氧化作用增強,但不如PG與BHA、BHT混合后再加增效劑檸檬酸,抗氧化作用最好。
(2)生產工藝
采用正丙醇與沒食子酸在硫酸催化下,加熱到120℃進行酯化,然后用碳酸鈉中和.蒸去溶劑,用活性炭脫色,最后用蒸餾水或乙醇水溶液進行重結晶,可制得成品。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760-1996)規(guī)定:使用范圍同BHA.最大使用量0.1g/kg。與BHA、BHT混合使用時,BHA、BHT總量不得超過0.1g/kg,PG不得超過0.05g/kg。最大使用量以脂肪計。
在動物油、植物油、肉制品、油炸食品、堅果及奶制品中,作用同BHA或BHT,但抗氧化性更好。
使用時,先取一部分油脂,將本品按量加入,加溫充分溶解后,再與全部油脂混合,或取一份本品與0.5份檸檬酸與3份95%乙醇混合均勻后,徐徐加入油脂中攪拌均勻。
(4)使用注意事項
本品與銅、鐵等金屬離子反應變色,所以使用時應避免使用鐵、銅容器。將PG與有鰲合作用的檸檬酸合用,不僅有增效作用,而且可以防止由金屬離子引起的變色作用。
本品常與其他抗氧化劑共用。
本品遇光分解,且有吸濕性,因此應避光密閉保存。