什么是蔗糖脂肪酸酯?一文讀懂甜點面食的明星添加劑

食品添加劑是指為了改善食品品質和色、香、味，以及為了防腐和加工工藝需要加入食品中一些化學合成或者天然提取的物質，由于食品工業的快速發展，食品添加劑已經成為現代食品工業的重要組成部分。但是公眾談食品添加劑色變，更多的原因是混淆了非法添加物和食品添加劑的概念，把一些非法添加物的罪名扣在食品添加劑的頭上顯然是不公平的，所以我們要理性看待各種添加劑，隨著國家相關標準的出臺，食品添加劑的生產和使用必將更加規范。
 
蔗糖脂肪酸酯是一種高效而安全的乳化劑，可以被用在一些乳制品、飲料、面制品等，是一種較為常見的食品添加劑。
 
01、什么是蔗糖酯
 
蔗糖脂肪酸酯（source esters of fot tyacids）又稱脂肪酸蔗糖酯、蔗糖酯，簡稱SE，是一種非離子型的表面活性劑，由蔗糖和脂肪酸（主要是硬脂酸、棕櫚酸、油酸、月桂酸）經過酯化反應而成。蔗糖具有8個不同的羥基，在參與酯化或者酯交換反應時均可以與脂肪酸結合，形成不同酯化度的蔗糖酯，所以蔗糖酯可以被細分為單脂肪酸酯、雙脂肪酸酯和三脂肪酸酯[1]。
 
蔗糖酯一般為白色至淺黃色的粉末或者液體，無味或略帶油脂味，易溶于乙醇、丙酮，單酯可溶于熱水，但是二酯或三酯難溶于水。蔗糖酯中親水、親油基團間的平衡通常用親水親油平衡值（HBL值）來衡量，而蔗糖酯的HBL值根據其所結合的脂肪酸側鏈的多少來確定，糖基不變，結合的脂肪酸鏈越多，HLB值越低，蔗糖酯親油性越強，反之越高。HBL值的范圍一般在3-16之間。蔗糖酯在120℃以下穩定，加熱至145℃以上則分解。無毒，可以被分解為葡萄糖、果糖和脂肪酸，并被人體吸收，對眼睛、皮膚和粘膜無刺激。

圖1蔗糖脂肪酸酯分子式 圖源：GB 1886.27 《食品添加劑 蔗糖脂肪酸酯》
 
02、蔗糖酯的制備
 
蔗糖脂肪酸酯的合成可以分為兩類，一類是化學合成法，包括酰氯酯化法、有機溶劑法、微乳法、無溶劑法，另外一類是酶合成法。酰氯酯化法反應速度快、產率高，但是體系中的鹽酸無法完全除凈，所以質量較差；有機溶劑法是最常用的方法之一，反應充分、操作簡便、酯化產率高，試劑可回收重復利用；微乳法是在有機溶劑法基礎上改良的一種方法，分為丙二醇法和水溶劑法，丙二醇法反應溫度較溫和、操作簡單，但易發生焦糖化反應，使產物顏色加深；水溶劑法又稱水乳化法，反應條件溫和且無有毒試劑的參與，但是產物高溫下易水解，導致產率降低，顏色加深；無溶劑法又包括熔媒法、相溶法及非均相法等，操作簡便、合成速度快、原材料和催化劑成本低廉，符合無毒低成本綠色化學合成方向的要求，是目前工業上生產蔗糖酯最常用的方法；酶法合成具有專一性強、特異性強的優點，但是酶易失活，且反應條件比較苛刻，不適合工業化生產。
 
03、蔗糖酯相關法規
 
蔗糖酯由于其特殊性質，已經被批準用于食品、化妝品和醫藥行業中，以下是其在食品中應用的限量要求。
 
表一GB 2760-2014規定蔗糖脂肪酸酯使用要求
 

使用范圍 最大使用量（g/kg） 飲料類（14.04包裝飲用水除外）；冷凍飲品（03.0食用冰除外）；雜糧罐頭；經表面處理的鮮水果；肉及肉制品；鮮蛋；風味發酵乳 1.5 調制乳；焙烤食品 3.0 生濕面制品（如面條、餃子皮、餛飩皮、燒賣皮）；果凍；生干面制品；方便米面制品 4.0 果醬；專用小麥粉（如自發粉、餃子粉等）；面糊（如用于魚和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉；調味糖漿；調味品；其他（僅限即食菜肴） 5.0 稀奶油（淡奶油）及其類似品；基本不含水的脂肪和油；水油狀脂肪乳化制品；02.02類以外的脂肪乳化制品，包括混合的和（或）調味的脂肪乳化制品；可可制品、巧克力和巧克力制品（包括代巧克力及制品）以及糖果；其他(僅限乳化天然色素) 10.0 消泡劑（制糖工藝、豆制品加工工藝） 加工助劑

04、蔗糖酯的應用
 
蔗糖酯可以作為乳化劑、起泡劑、穩定劑和抗老化劑、抗菌劑、保鮮持水劑、黏度調節劑、潤滑劑、增溶劑等等在食品中應用。表2為蔗糖酯發揮作用的原理及其應用，表3為主要蔗糖酯的分類及應用。
 
表2蔗糖酯發揮相應作用的原料及應用
 

作用	原理	一般應用食品品類
乳化劑	蔗糖酯根據其親水親油特性，可以形成油包水型(W/O,HLB值為3-8)或水包油型（O/W型，HBL值為8-16）乳液穩定油水體系。	飲品、冰淇淋、甜點、乳制品
起泡劑	特殊的兩親性能夠使液體表面張力有效降低，攪拌時空氣滲入形成緊密細小的結構	蛋糕、奶油
穩定劑和抗老化劑	蔗糖酯能夠進入淀粉顆粒螺旋結構中，與其相互作用形成絡合物，防止淀粉結塊	面包
抗菌劑	蔗糖酯可以改變細胞膜的通透性，一定程度上抑制細菌的生長	按照法規使用在各類食品中
保鮮持水劑	特殊兩親性，使其能夠在食品表面形成可食用的半透明膜，減少氧氣的流入和水分的流失	雪糕、果凍、豆乳
黏度調節劑	蔗糖酯的低HLB值可以降低糖果、巧克力生產過程中的黏度	糖果、巧克力
潤滑劑	單酯含量較低的蔗糖酯潤滑效果較好，可以降低組分之間的摩擦	藥片、糖果
增溶劑	高HBL值的蔗糖酯可以作為增溶劑增加粉質原料的溶解性	香精、香料、可可粉、代乳粉溶解過程中

表3主要蔗糖酯的分類及應用
 

蔗糖酯 HLB值 組成/% 一般應用品類應用 單酯 多酯 F-10 1 0 100 起酥油 F-20 2 10 90 巧克力 S-370 2-3 20 80 巧克力 S-570 5 30 70 保鮮持水劑 F-50 6 30 70 水果、雞蛋的涂膜保鮮 S-770 7 40 60 糖果 F-90 9.5 45 55 口香糖 S-1170 11 55 45 飲料 F-140 13 60 40 面包等面制品 S-1570 14-15 70 30 蛋糕等面制品 P-1570 14-15 70 30 蛋糕等面制品 P-1670 16 75 25 洗滌劑、冰淇淋

05、蔗糖酯發展現狀
 
隨著時代的發展，人們對食品口味的要求逐漸增加，人們對表面活性劑的需求量不斷增大，目前世界范圍內生產蔗糖酯的廠家主要有日本三菱株式會社、英國禾大公司、美國寶潔公司、德國贏創工業、中國浙江合糖科技有限公司、中國廣西高通食品科技有限公司等等。目前我國生產的蔗糖酯顏色發黃、單酯含量普遍較低，最高單酯含量只有53%，而日本生產的蔗糖酯顏色呈白色，且單酯含量可達73%[2]。因此，市面上的蔗糖酯大部分被日本所壟斷，未來仍需要食品行業相關技術人員在使用更符合綠色化學合成方法的基礎上，不斷探索生產高純度蔗糖酯的路線。
 
參考文獻：

[1]P?ＲEZ B，ANANKANBIL S，GUO Z．Synthesis of sugar fatty acid esters and their industrial utilizations［M］// AHMAD M U．Fatty acids:chemistry，synthesis，and applications．Champaign:AOCS Press，2017:329－354．

[2]劉偉康,藍平,陳龍.蔗糖脂肪酸酯的制備及應用研究進展[J].中國油脂,2022,47(03):32-37+70.DOI:10.19902/j.cnki.zgyz.1003-7969.210219.
 
來源：食品伙伴網食品研發創新服務中心