1. 丁基羟基茴香醚
又名叔丁基—4—羟基茴香醚、丁基大茴香醚,简称BHA,为两种成分(3—BHA和2—BHA)的混合物。分子式为C11H16O2,相对分子质量为180.25。
(1)性状
丁基羟基茴香醚为白色至浅黄色蜡状固体,有轻微特异臭。市售品为(Ⅰ)与(Ⅱ)的混合物,一般(Ⅰ)的含量为90%以上。熔点48~63℃,沸点 264~270℃(98KPa),不溶于水,易溶于乙醇、丙二醇及各类油脂。对热稳定,在弱碱性条件下也不易被破坏。3—BMA的抗氧化效果比2—BHA 高1.5—2倍。BHA对动物脂肪的抗氧化性较强,对不饱和的植物油的抗氧化性较弱。
(2)生产工艺
主要有两种方法:
①以磷酸为催化剂,对苯二酚和叔丁醇在101℃条件下反应,生成中间体叔丁基对苯二酚,再在锌粉存在下,与硫酸二甲酯反应而制得。
②对羟基茴香醚与叔丁醇在磷酸或硫酸作用下,发生烷基化反应而生成BHA。
反应生成物先用水洗,再用10%NaOH溶液洗涤,经减压蒸馏、重结晶即得成品。
(3)用途
我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760—1996)规定:BHA可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、速煮米、果仁、罐头、腌制肉 制品及早餐谷类食品,最大使用量为0.2g/kg。BHA与BHT、PG混合使用时,其中BHA与BHT总量不超过0.10g/kg,PG不得超过 0.05g/kg。BHA与BHT混合使用时.总量不得超过0.2g/kg(使用量均以脂肪计)。此外,也可用于胶姆糖配料。
实际使用中,BHA可广泛用于各种食品如油脂、含油食品和食品包装材料。
BHA对动物脂肪的抗氧化作用较强,单独使用BHA可将猪油的氧化稳定性从4h提高到16h。如果与增效剂柠檬酸一起使用,可提高到36h。其他增效剂如磷酸、卵磷脂和蛋氨酸均有此效果。如果在BHA与PG或BHT的混合物中再加—种螯合剂如柠檬酸,则将更有效。
BHA对植物油的作用比动物油小。在粗制植物油中加入0.02%的BHA作为抗氧化别,精炼后可使其有比较长的保质期。
在人造黄油中,使用0.01%的BHA和0.005%的PG,比单独使用BHA的效果好。
对于肉制品,0.01%的BHA可稳定生牛肉的色泽和抑制脂类物质的氧化,并能防止各种干香肠的退色和变质。
用于奶制品,0.01%的BHA可延长奶粉和奶酪的保质期。
对于香辛料和坚果,BHA能稳定辣椒粉的颜色,防止核桃、花生等的氧化。将BHA加入焙烤用油和盐中,可以保持焙烤食品和咸味花生的香味。
BHA或BHA、PG和柠檬酸的混合物加入到用于制作糖果的黄油中,可抑制糖果氧化。
用于压缩饼干和油脂含量高的饼干,按油脂量每kg添加BHA0.035g,PG 0.035g和柠檬酸0.07g,可有效防止氧化。
可采用直接添加法,将油脂加热到60—70℃时加入抗氧化剂,再继续搅拌20min,以保证其分布均匀和充分溶解。
BHA具有一定的熏蒸性,因此可在食品包装材料中应用而对食品起抗氧化作用。可涂抹在包装材料内面,也可在包装袋内充入抗氧化剂的蒸气,或用喷雾法将抗氧化剂喷洒在包装纸上。用量为0.02%~0.1%。
(4)使用注意事项
本品可单独使用,但与其他抗氧化剂及增效剂合用,效果更好。本品通铁离子等会变色。
2.二丁基羟基甲苯
化学名称2,6—二叔丁基对甲酚,3,5-二叔丁基—4—羟基甲苯.简称BHT,分子式C15H240,相对分子质量220.35。
(1)性状
二丁基羟基甲苯为白色结晶或结晶性粉末,无臭无味,熔点69.7℃.沸点265℃。不解于水、甘油和丙二醇,易溶于乙醇和油脂。具有单酚型特征的升华性,加热时与水蒸气一起挥发,对热相当稳定。遇金属离子特别是铁离子,不显色,抗氧化效果良好。
BHT虽然抗氧化能力稍逊BHA,但由于其价格特别低廉.是我国目前生产量最大的抗氧化剂之—。
(2)生产工艺
以对甲基苯酚和异丁醇为原料合成BHT的反应路线为:
异丁醇经氯化铝脱水生成异丁烯.经硅胶脱水后通入对甲基苯酚中反应约8h,将反应生成物用碳酸钠调节pH值为7~8,然后经水洗涤后用70%乙醇进行粗结晶,再将粗结晶用乙醇重结晶,干燥后即得成品。
(3)用途
我国《食品添加剂使用卫生标推》(GB 2760-1996)规定:BHT的使用范围及最大使用量与BHA相同。
实际使用时,BHT与BHA或TBHQ混合使用,其效果超过单独使用,但其对PG无增效作用。
在植物油中,可使用BHT、BHA和柠檬酸组成比为2:2:1的混合物。精炼油添加BHT时必须在碱炼、脱色和脱臭后,在真空下油品冷却到12℃时添加。添加时应事先用少量油脂使BHT溶解,柠檬酸用水或乙醇溶解后再惜真空吸入油中搅拌均匀。
用于起酥油,BHT比BHA有效。但用于油炸食品,BHT的携带进入能力不如BHA。
用于肉制品、奶制品及坚果等,和BHA相同。
BHT也可加入包装焙烤食品、速冻食品及其他食品的纸或塑料薄膜等材料中,其用量为每Kg包装材料加0.2~1gBHT。
(4)使用注意事项
BHT对于油炸食品所用油脂的保护作用较小.对人造黄油贮存期间没有足够的稳定作用。一般很少单独使用。
3.特丁基对苯二酚
又名叔丁基对苯二酚、叔丁基氢醌,简称TBHQ,分子式C10H14O2,相对分子质量166.220
(1)性状
TBHQ为白色粉状结晶,有特殊气味,熔点126.5~128.5℃,沸点300℃。易溶于乙醇和乙醚,可溶于油脂,不溶于水。对热稳定,遇铁、铜等金属离子不形成有色物质,
但在见光或碱性条件下可呈粉红色。
TBHQ有较强的抗氧化能力。对植物油而言,抗氧化能力顺序为TBHQ>PG>BHT>BHA;对动物油脂而言,抗氧化能力顺序为TBHQ>PG>BHA>BHT。
TBHQ在食品油煎过程个对食品有很好的“携带进入”作用(即随油脂进入食品中而起作用)。但在食品焙烤过程中,抗氧化能力较差。
TBHQ还有一定的抗菌作用。对细菌、酵母的最低抑制浓度为0.005%~0.01%,对细菌为0.005%~0.028%。Nacl对其抗菌有增效作用。在酸性条件下,TBHQ的抑菌作用较强。
(2)生产工艺
有两种生产方法。
第一种方法是用等物质的量的对苯二酚和叔丁醇以甲苯为溶剂,用85%硫酸作催化剂,在90—100℃条件下反应后,热的甲苯层被分出,经蒸馏除去溶剂后再进行热过滤除去异构体,滤液冷却后得到TBHQ。
另一种方法是用等物质的量的对苯二酚和异丁烯在85%磷酸催化下,以甲苯为溶剂,于105℃反应,分出甲苯层冷却后可得到含有少量杂质的TBHQ。用热水进行重结晶即可得到产品。
(3)用途
我国《食品添加剂使用卫生标准》(G82760-1996)规定:可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、速煮米、干果罐头及腌肉制品,最大使用量为0.2g/kg。
实际应用中,由于对油炸食品的抗氧化性比其他抗氧化剂效果好得多,因此在油炸方便面、油炸土豆片等油炸食品中,常使用TBHQ。
TBHQ对植物油也最有效。对于棉籽油、豆油、花生油等精炼油也常使用。
其他抗氧化剂和柠檬酸等对TBHQ有增效作用。
使用时,可以直接将TBHQ加入到已经加热的油脂中,充分搅拌,使TBHQ分散均匀。也可先将TBHQ溶解在少量的油脂中制成TBHQ浓缩液,再加入到大 量油脂中或以计量器把TBHQ浓缩液加入到油脂流经管道里,这时,管道内应能够产生足够的湍流使TBHQ均匀分散。
(4)使用注意事项
尽量避免在碱性条件下使用TBHQ,以防止变色。TBHQ常与柠檬酸、VC等配合使用。
4. 没食子酸丙酯
又名五倍子酸丙酯,简称PG,分子式C10H12O5,相对分子质量212.2l。
(1)性状
没食子酸丙酯为白色至淡褐色结晶性粉末,或乳白色的针状结晶,无臭,稍有苦味,水溶液无味,熔点146~150℃。在水或含水乙醇溶液中结晶可得一水合 物,在105℃则失水变成无水物,有吸湿性,溶于乙醇、丙酮及乙醚,难溶于氯仿、脂肪与水。其溶解度为:水中0.35%(20℃)、花生油中0.5% (20℃)、棉籽油中1.2%(30℃)、乙醇中l03%(25℃)。其0.25%水溶液的PH值在5.5左右。对热较敏感,在熔点时即分解,因此应用于 高温食品中稳定性较差。易与铜、铁等金属离子反应呈紫色或暗紫色,光照可促进其分解。
本品对植物油、猪油等动物油脂的抗氧化性比BHA强,但对含油的面制品加奶油饼干等的抗氧化作用,不如BHA或BHT。 PG加增效剂柠檬酸时,其抗氧化作用增强,但不如PG与BHA、BHT混合后再加增效剂柠檬酸,抗氧化作用最好。
(2)生产工艺
采用正丙醇与没食子酸在硫酸催化下,加热到120℃进行酯化,然后用碳酸钠中和.蒸去溶剂,用活性炭脱色,最后用蒸馏水或乙醇水溶液进行重结晶,可制得成品。
(3)用途
我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-1996)规定:使用范围同BHA.最大使用量0.1g/kg。与BHA、BHT混合使用时,BHA、BHT总量不得超过0.1g/kg,PG不得超过0.05g/kg。最大使用量以脂肪计。
在动物油、植物油、肉制品、油炸食品、坚果及奶制品中,作用同BHA或BHT,但抗氧化性更好。
使用时,先取一部分油脂,将本品按量加入,加温充分溶解后,再与全部油脂混合,或取一份本品与0.5份柠檬酸与3份95%乙醇混合均匀后,徐徐加入油脂中搅拌均匀。
(4)使用注意事项
本品与铜、铁等金属离子反应变色,所以使用时应避免使用铁、铜容器。将PG与有鳌合作用的柠檬酸合用,不仅有增效作用,而且可以防止由金属离子引起的变色作用。
本品常与其他抗氧化剂共用。
本品遇光分解,且有吸湿性,因此应避光密闭保存。