聚丙烯酸鈉的合成研究

食品添加劑■FOo 3C品科技食品添加斜Foed Additive聚丙烯酸鈉的合成研究徐丹,董學(xué)亮,劉明,余學(xué)軍(河南省精細化工重點(diǎn)實(shí)驗室,鄭州450002)摘要:采用水溶液聚合工藝,通過(guò)精制原料和優(yōu)化反應條件,合成了食品添加劑聚丙烯酸鈉關(guān)鍵詞:聚丙烯酸鈉;食品級;聚合工藝中圖分類(lèi)號:TS2023文獻標識碼:A文章編號:1005-9989(2004)10-0046-02Study on synthesis sodium polyacrylateXU Dan, DONG Xue-liang, LIU Ming, YU Xue-jun(Henan Key Laboratory of Fine Chemicals, Zhengzhou 450002)Abstract: Food additive--sodium polyacrylate was prepared by using aqueous solution polymerization technique, the refining of raw material and the optimization of the reaction conditions were discussedKey words: sodium polyacrylate; food additive; polymerization technique止可溶性淀粉滲出;(5)保水性強,使水分均勻保持于0前言面團中,防止干燥;(6提高面團的延展性;(7使原料聚丙烯酸鈉是美國FDA、日本厚生省等批準使用中的油脂成分穩定地分散至面團中。的食品添加劑,用于多種食品的增稠、增筋和保鮮以上述這些功效為基礎,聚丙烯酸鈉作為食品等,國外從20世紀60年代就開(kāi)始應用,2000年中國衛添加劑的主要用途有:(1)面包、蛋糕、面條類(lèi)、餃子生部也正式批準為食品添加劑。粉等面粉制品,增強原料面粉中的蛋白質(zhì)粘結力聚丙烯酸鈉是水溶性高分子化合物,溶于水形防止可溶性淀粉和營(yíng)養成分滲出,提高面團的延展成極粘稠的透明溶液,其粘度約為羧甲基纖維素鈉性和原材料利用率,改善口感和風(fēng)味,抑制面包等(CMC、海藻酸鈉的15~20倍,加熱處理、中性鹽類(lèi)、食品因自然干燥引起的老化現象,用量約0.05%;(2)有機酸類(lèi)對其粘性影響很小,堿性時(shí)則粘性增大,方便面等油炸食品加工中,使原料中的油脂成分穩久存粘度變化極小,不易腐敗。聚丙烯酸鈉在食品定地分散至面團中,降低吸油率,節約用油;(3)紅中有如下功效薯、玉米、燕麥、馬鈴薯等粉絲粉條制品,提高產(chǎn)品(1)在原料面粉的蛋白質(zhì)分子之間架橋形成網(wǎng)狀的筋力,增加耐煮性;(4)水產(chǎn)糜狀制品、罐頭食品結構,增強原料面粉中的蛋白質(zhì)粘結力。増強食品紫菜干等,強化組織,保持新鮮味,增強味感;(5)冰的粘彈性,改善組織;(2使淀粉粒子相互結合,分散淇淋、糖果等改善味感及穩定性。其粘度均為CMC、滲透至蛋白質(zhì)的網(wǎng)狀結構中;(3)形成質(zhì)地致密、表面海藻酸鈉的15~20倍,因其水溶液具有良好的拉絲效光滑且具有光澤的面團;4形成穩定的面團膠體,防果,常應用于用量0.1%~0.2%中國煤化x制品,一般收稿日期:2004-04-22味醬、醬油CNMHG作者簡(jiǎn)介:徐丹(1958-),女,副研究員,主要從事精細化工產(chǎn)等調味品及稀奶m時(shí)填們走;(7冷凍食品的研究開(kāi)發(fā)工作品、水產(chǎn)加工品保鮮“冰衣”;(8)糖液、鹽水、飲料食品技OoD scIENCE AND TECHNOLOGr食品添加劑酒類(lèi)的除濁澄清劑;⑨用于制造人造肉,提高蛋白質(zhì)干燥、粉碎、包裝得產(chǎn)品。纖維的粘彈性和伸長(cháng)度14三廢處理聚丙烯酸鈉的毒理數據∵:半致死量(D50>10gkg本工藝的生產(chǎn)過(guò)程中基本無(wú)廢水、廢氣產(chǎn)生小鼠,經(jīng)口);亞急性試驗:大鼠0.5g/kg以下,6個(gè)精制單體所用的活性炭和離子交換樹(shù)脂可以經(jīng)再生月無(wú)異常;小鼠骨髓微核試驗、精子畸形試驗和多次使用,產(chǎn)生的少量廢渣摻λ鍋爐用煤燃燒處理,mes試驗:均為陰性,表明對哺乳動(dòng)物的體細胞2結果與討論生殖細胞無(wú)致突變,對細菌檢測系統無(wú)遺傳毒性在我國正式批準聚丙烯酸鈉作為食品添加劑使2.1原料的精制用之前我國東南沿海的廣東、福建、江蘇、浙江的在食品添加劑一聚丙烯酸鈉合成反應中,由原些食品生產(chǎn)企業(yè)(主要是外資和合資企業(yè))已經(jīng)在使料丙烯酸和燒堿中可能帶入的雜質(zhì)有:阻聚劑、丙用日本進(jìn)口的添加劑聚丙烯酸鈉,目前進(jìn)人中國市烯醛、丙酸等有機雜質(zhì)和鐵、銅、鈣、鎂、鋁、鉛場(chǎng)的主要是日本化藥株式會(huì )社和日本觸媒株式會(huì )社砷等無(wú)機雜質(zhì),這些雜質(zhì)的存在一方面會(huì )引起阻聚的產(chǎn)品,其質(zhì)量標準如下交聯(lián)等副反應,致使無(wú)法得到分子量高、溶解性好砷(以AsO計)≤2mgkg;重金屬≤20mg/kg;硫酸的產(chǎn)品;另一方面也使產(chǎn)品不能滿(mǎn)足食品添加劑的鹽(以HO4計)≤0.48%。生指標,根據文獻報道,除去這些雜質(zhì)的方法有透明度:限度內;殘留單體≤1%;低聚合物減壓蒸餾η、活性炭吸附和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理網(wǎng)等,(聚合度1000以下)≤5%我們通過(guò)反復試驗篩選,確定使用活性炭吸附和陽(yáng)淀粉:限度內;干燥失重(105℃、4h)≤10%;灼離子交換樹(shù)脂處理兩級精制工藝除去有害雜質(zhì);作燒殘渣≤75為食品添加劑,對產(chǎn)品的轉化率、溶解性、分子量都我們參照以上日本食品添加劑標準,采用簡(jiǎn)便有很高的要求,我們分析了相關(guān)影響因素,通過(guò)在清潔的水溶液聚合工藝,通過(guò)對原料的精制和反應聚合反應中使用防交聯(lián)劑、緩聚劑等技術(shù)手段,優(yōu)條件的優(yōu)化,合成了食品添加劑聚丙烯酸鈉,中試化反應條件,合成了達到食品衛生要求且性能良好產(chǎn)品經(jīng)省衛生防疫站檢測達到了日本食品添加劑標的食品添加劑-聚丙烯酸鈉,所使用的助劑既要滿(mǎn)足準(我們參照“日本厚生省食品、添加物等∽規格基合成的需要,又要符合食品添加劑生產(chǎn)衛生要求。準,1992”制訂了企業(yè)標準Q/HKT004-2001),取得2.2最佳合成條件了衛生、生產(chǎn)許可證,產(chǎn)品經(jīng)多家用戶(hù)在面包、方便聚合溫度45-50℃、單體濃度38%~40%、引發(fā)劑面、米粉、冰淇淋、肉糜產(chǎn)品、水產(chǎn)保鮮等方面使濃度0.04%、干燥溫度105~110℃用,反映良好,完全可以代替進(jìn)口產(chǎn)品23實(shí)驗結果表1實(shí)驗結果實(shí)驗部分實(shí)驗序號中中試中試中試中試中試中試1.1反應原理5-9-11-12-13-14CH:=CH+NaoH--CH=CH+HO分子量(萬(wàn))336332153794356634813695砷(mg/kgCOOHCOONa引發(fā)劑重金屬(mg/kg)≤nCH=CHCH-CH)n殘余單體(%)0.9660.9280.53704220.4780463COoNaCOoNa低聚物(%)32.392.371.2工藝流程0.2%溶液粘度(s)(涂-4杯,20℃)676768燒堿樹(shù)脂助劑丙烯酸→坤中和凊精制→聚合造?！娓伞鬯椤b3結論性炭N,氣3.1采用簡(jiǎn)便清潔的水溶液聚合工藝,通過(guò)對原料1.3合成操作的精制、使用防交聯(lián)劑、緩聚劑等技術(shù)手段和工藝在1000反應釜中加入丙烯酸,滴加氫氧化鈉水條件的優(yōu)化中國煤化工酸的。溶液中和至pH=7.8,中和液經(jīng)活性炭吸附和陽(yáng)離子3.2產(chǎn)品經(jīng)省省凱特化學(xué)交換樹(shù)脂處理后,加入引發(fā)劑等助劑,反復抽真空實(shí)業(yè)總公司企CNMHG到進(jìn)口同類(lèi)充N(xiāo)23次,于45~50℃聚合得到凝膠狀產(chǎn)品,經(jīng)造粒(下轉第58頁(yè))食品添加劑■FOo 3C品科技質(zhì)及脂類(lèi)之間發(fā)生了復雜的相互作用,使面團形成可以提高面團的加工性能和食用品質(zhì)。堅韌的網(wǎng)狀復合結構,使游離的淀粉和蛋白質(zhì)減少。值得一提的是,本文的實(shí)驗結論只說(shuō)明硬脂酰二者的綜合作用使烹煮的面條不易糊湯,烹煮損失乳酸鈉(SSL)的添加可明顯改善面粉烘焙品質(zhì)。但根減小,同時(shí)使面條有咬勁據專(zhuān)家建議及本人的實(shí)驗,硬脂酰乳酸鈉與其它的2,2饅頭成品實(shí)驗結果乳化劑和酶制劑復配使用時(shí)可得到更好的結果。饅頭的感觀(guān)及品嘗評分結果為85分,高于空白參考文獻:面粉所蒸饅頭的評分。實(shí)驗中發(fā)現,空白面粉所蒸1 L Stampfli, B Wersten, E L Molteberg. Effects of emulsi-饅頭皺縮、凹陷,結構粗糙、咬勁弱,口感稍粘,品fiers on farinogragh and extensogragmeasurents. Food質(zhì)評價(jià)為差。而添加SSL的面粉蒸制出的饅頭體積Chem,57(4):523-530大、表面光滑,內部結構細密均勻、有咬勁,品質(zhì)評2 Berland B Launay. Rheological properties of wheat flour價(jià)為良。doughs in steady and dynamic shear: Effect of water content這是因為面粉中加人的SSL能夠在面筋束和淀粉and some additives, Cereal Chem, 72(1): 48-52之間的界面上形成層狀結構的液膜,有助于保持酵 Tsen Wel. Emulsifiers in baked goods. Food ProductDesign,199611:6468母產(chǎn)生的氣體。所以,饅頭體積明顯增大,使得醒發(fā)[4 Narrili C E Walker, J Qarooni. The effects of protein過(guò)程中的面團不易變形。在面團攪拌期間,SSL與面tent of flour and emulsifiers on tanoor bread quality.粉中的淀粉、蛋白質(zhì)及脂類(lèi)之間的作用,使面團形al of Cereal Science, 1997, (26: 137-143成堅韌的網(wǎng)狀復合結構,提高了面團的筋力、強度5高紅巖黑龍江省產(chǎn)面粉品質(zhì)分析及改良方法研究哈爾和彈性。饅頭在蒸制過(guò)程中有利于提高持氣力,不黑龍江商學(xué)院,1999易產(chǎn)生皺縮、凹陷。阿6]師俊玲.面條食用品質(zhì)評價(jià)方法研究.西北農林科技大學(xué)23面包品質(zhì)分析結果學(xué)報,2002,30(6:111723.1面包新鮮度的分析7]王樂(lè )凱饅頭的實(shí)驗室制作及品嘗評價(jià)新方法.中國糧油表5面包的保鮮結果學(xué)報,1998,(4:19-328]彭艷等α-淀粉酶對面包品質(zhì)的影響.食品工業(yè)科技,藏硬度值彈性值2003,(3:17-18時(shí)間空白(1#)添加SSL2#)空白(1#)添加SSL2#9]張守文烘焙食品科學(xué)與工藝學(xué)實(shí)驗指導哈爾濱:黑龍第1天21013114商學(xué)院,1996第3天323[10] P Cherdkiataumchai, D R Grant. Enzymes that contribute第5天650471in flour/water systems第7天10607561.18ereal Chem,63(3):197-200總的說(shuō)來(lái),2#保鮮度明顯高于1#保鮮度。詳言之,對于1#和2#,其硬度值隨貯存天數的增多而逐漸(上接第47頁(yè))增大。對于相同貯存天數,2#硬度小于1#硬度。隨著(zhù)產(chǎn)品的質(zhì)量指標。貯存天數的增多,1#及2#的彈性值均減小。對于相同貯存天數,2#彈性值高于1#彈性值。3.3應用實(shí)驗表明,食品添加劑聚丙烯酸鈉具有良好的增稠、增筋、穩定、保鮮等效果,性能達到進(jìn)口加入的SSL改進(jìn)面包瓤的柔軟度,減緩面包的老化,提高面包的保鮮期。關(guān)于SSL防止面包老化的機同類(lèi)產(chǎn)品的水平。參考文獻理見(jiàn)文獻GB2760-1996(2000年增補品種)232面包的感觀(guān)評定面包的感觀(guān)評分結果為882]凌關(guān)庭,等食品添加劑手冊(上冊北京:化學(xué)工業(yè)出版分。加入的SL在增加面筋筋力的同時(shí)增加了面社,1989:350的邊壁強度,可以防止面包塌陷。在和面時(shí)由于B蔡云升中國食品添加劑增刊學(xué)術(shù)論文集200152SL的加入形成了更多的氣泡,改善面包的內部組4]厚生省食品添加物便覽東京:食品上科學(xué)社,199326織結構5丘豐,等,當代醫師雜志,1997,22:573結論0日本厚生「產(chǎn)中國煤化工7]日本公開(kāi)特實(shí)驗結果表明,添加SL的面粉所制烘焙食品感S]日本公開(kāi)特CNMHG官指標都有很大程度改善。SSL適宜作面粉改良劑,[日本公開(kāi)特許昭53-87309