沒食子酸丙酯的合成方法及其在食品加工中的應用

(西華大學 四川 成都 610039)

引言

許多食品在預處理、加工、貯藏及其銷售過程中極易發生氧化，對其食品感官質量、生產效率以及貯存期和貨架期都有不利的影響，而沒食子酸丙酯作為一種油溶性食品抗氧化劑，在食品抗氧化過程中有著出色的作用。

一、概述

(一)理化性質。沒食子酸丙酯(propyl gallate,PG)又稱棓酸丙酯，是一類油溶性食品抗氧化劑，為白色至淺黃褐色晶體粉末或乳白色針狀結晶，無臭、微有苦味，易溶于乙醇等有機溶劑，微溶于油脂和水，對光不穩定易分解，易與銅、鐵離子發生呈色反應，變為紫色或暗綠色，抗氧化效果好，是聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WTO)批準使用的優良油脂抗氧化劑之一。

沒食子酸丙酯在體內可被水解，大部分聚成4-O-甲基沒食子酸或內聚葡萄糖醛酸，由尿液排出。其毒性大鼠經口LD50為3600mg/kg(體重)，ADI值為0-1.4mg/kg(體重)。《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》GB 2760-2014規定，沒食子酸丙酯在脂肪、熟制堅果與籽類、油炸食品、罐頭制品、餅干、腌臘肉制品類、干魚制品、膨化食品等中的最大使用量為0.10g/kg(以油脂中的含量計)。由于沒食子丙酸使用量達0.01%時及能著色，故一般與丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、檸檬酸、異抗壞血酸等增效劑復配使用，復配使用時沒食子酸丙酯用量不超過0.05g/kg。

(二)抗氧化機理。食品抗氧化劑是指能夠延緩油脂或食品成分氧化分解、變質，提高食品穩定性的一類食品添加劑。油脂的氧化酸敗是食品氧化變質的主要形式，其中油脂的自動氧化可以分為三個階段：鏈引發階段、鏈增殖階段、鏈終止階段。而作為油溶性食品抗氧化劑的沒食子酸丙酯屬于酚類化合物，能夠提供氫原子與油脂自動氧化產生的自由基結合，形成相對穩定的結構，阻斷油脂的鏈式自動氧化過程。

二、沒食子酸丙酯的合成方法

(一)五倍子制備沒食子酸丙酯。天然植物五倍子中含有沒食子酸，對五倍子進行浸提得到浸提物沒食子酸，再對其進行改性得到的酯類物質及沒食子酸丙酯。采用亞鐵還原能力法(FRAP)、1,1-二苯基-2三硝基苯肼(DPPH)自由基法、2-聯氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基法對其抗氧化活性進行評價。結果顯示，FRAP值由大到小排序為：PG>TBHQ>BHA>BHT；DPPH自由基清除能力由強到弱的順序為：PG>BHT>TBHQ>BHA；ABTS自由基清除能力由強到弱的順序為：PG>BHA>BHAT>TBHQ。結果表明，PG的抗氧化活性均強于其他三種抗氧化劑，可作為新興食品抗氧化劑應用。

(二)殼聚糖硫酸鹽催化合成沒食子酸丙酯。以殼聚糖硫酸鹽為催化劑，用沒食子酸與正丙醇直接酯化合成沒食子酸丙酯(PG)。該實驗用正交試驗確定了醇酸摩爾比、催化劑用量、反應時間對PG收率的影響，得到了最佳工藝條件為:醇酸摩爾比為 10：1，催化劑用量為1.0 g，反應時間為 4 h時，PG的收率可達91.3%。

(三)硫酸氫鈉催化合成沒食子酸丙酯。以硫酸氫鈉為催化劑，沒食子酸和正丙醇為原料合成沒食子酸丙酯，并考察影響反應的因素。結果表明，沒食子酸、正丙醇和硫酸氫鈉摩爾比為1:14:0.058，反應時間5h是最佳的反應條件，沒食子酸丙酯收率達93.8%。

(四)微波輔助合成沒食子酸丙酯。以沒食子酸和正丙醇為原料，硫酸氫鈉為催化劑，采用微波輻射成功合成了沒食子酸丙酯。結果表明最佳反應條件為:沒食子酸用量為0.025mol，沒食子酸與正丙醇的物質的量比為1∶15，催化劑量為3g，微波功率為500W，微波時間為45min，不加帶水劑，在此條件下，沒食子酸丙酯的收率可達82.58%。

三、沒食子酸丙酯在食品加工中的運用

(一)PG處理對庫爾勒香梨貯藏期品質相關指標的影響。以庫爾勒香梨為試材，經沒食子酸丙酯處理后，定期檢測庫爾勒香梨果實貯藏期間呼吸強度、總糖、可溶性固形物含量、硬度、細胞膜 透性和相關氧化還原酶活性等指標。結果顯示，沒食子酸丙酯溶液處理較好的保持了香梨果實硬度、可溶性固形物含量和總糖含量，抑制了香梨果實貯藏期呼吸強度，減緩果實細胞膜透性增加，對延緩SOD、CAT活性下降和抑制POD活性有積極作用，可有效延緩果實衰老，提高貯藏品質和保鮮效果。

(二)PG對芥菜絲色澤劣變的影響。針對風味芥菜絲在貯藏過程中容易出現的色澤劣變問題,一研究比較了不同濃度沒食子酸丙酯對芥菜絲色澤等品質和過氧化物酶活性的影響,結果顯示，沒食子酸丙酯對抑制芥菜絲在貯藏過程中褐變有顯著影響,添加沒食子酸丙酯的芥菜絲在室溫下貯藏21d后仍有商品價值。

(三)PG處理對薄皮甜瓜采后儲藏保鮮的影響。以薄皮甜瓜為試材，采用不同濃度沒食子酸丙酯處理薄皮甜瓜，研究其采后生理變化和保鮮效果。結果顯示：甜瓜經0.25、0.50、1.00mmol/L沒食子酸丙酯處理后均具有較好的保鮮效果，其中0.50mmol/L沒食子丙酸處理效果最好，甜瓜果實貨架期延長，果實腐爛率減少，并能有效保持果實儲藏期間較高的含水量以及可溶性糖、可滴定酸和維生素C含量。此外，與對照組甜瓜相比，PG處理可明顯減輕甜瓜果實的氧化損傷。

四、結論

沒食子酸丙酯作為一種油溶性食品抗氧化劑，在食品加工的許多方面都起著重要作用，能夠改善食品的感官質量和加工條件，提高生產效率，延長食品的貯存期，只要在國標規定的使用范圍內，食品添加劑都是安全可靠的，在我國食品工業發展中能夠發揮最好的作用。