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食品腐敗變質不僅會使食品喪失營養價值,還會造成食物中毒。為了延長食品的保藏期,人們在食品加工過程中添加防腐劑使微生物喪失活性,從而延緩或阻止其生長。山梨酸具有優良的抑制酵母菌、霉菌和好氧性細菌的活性,能抑制微生物的生長和繁殖,從而達到有效延長食品的保存時間。但由于山梨酸是天然存在的有機酸,易被微生物分解代謝,抗菌作用時效短,其抗菌作用也不夠強,對微生物抑制能力有限,對乳酸菌及厭氧性芽孢菌無效,只適宜在偏酸性的條件下使用,使用范圍受到很大限制 。為了提高山梨酸的抗菌范圍,很多學者對山梨酸進行酯化修飾。其中山梨酸乙酯是一類新型的山梨酸衍生物,是一種被國際公認的低毒高效食品防腐劑,山梨酸乙酯在調香、天然果汁等防腐保鮮有良好的前景。山梨酸酯化法因原料易得、對設備要求不高、工藝流程簡便、易于工業化生產而倍受重用,其關鍵在于催化劑和反應條件的選擇。實驗以對甲苯磺酸為催化劑,用分子篩作為吸水劑,山梨酸和乙醇在催化劑作用下進行酯化反應取得理想的成果,同時抑菌實驗表明,山梨酸乙酯對混合菌有良好地抑菌作用。
山梨酸乙酯作為一種無毒、無害的殺菌劑被廣泛用于各類食品的保鮮劑及家畜、家禽的消毒劑。
1)山梨酸乙酯作為食品添加劑
山梨酸乙酯有獨特的香味,還具有對病毒、細菌、真菌、寄生蟲等病源微生物的滅活作用。因此,山梨酸乙酯在調香、天然果汁等防腐保鮮有良好的前景。山梨酸乙酯作為香料的用量,與山梨酸鉀抑菌效果比較試驗結果見表:
2)山梨酸乙蘸在畜牧業的應用
以山梨酸乙酯為主的禽畜消毒劑對豬口蹄痰、豬冠狀病毒、雞法氏囊、雞新城疫、豬瘟病毒、大腸桿菌、沙門氏菌、白假絲酵母等等有較高的殺滅率。山梨酸乙酯對雞鴨種蛋噴霧或浸泡消毒與傳統的梧爾馬林熏蒸消毒相比,可降低死膝率提高孵化率、降低出雛殘次死亡率,在禽畜飲水或飼料中添加山梨酸乙酯,可防病治病,促進生長。
3) 山梨酸乙酯在農林方面的應用
山梨酸乙酯對農藥有增效減毒作用。它能增強農藥活性基團的活性,提高農藥的殺螨殺蟲效果,山梨酸乙酯對動植物均無害,卻能促進農藥的分解,縮短農藥殘留時間,降低農藥的毒性。山梨酸乙酯與有機磷類、菊酯類、氨基甲酸酯類農藥混合,有較好的親和性和穩定性。它與常用農藥混配,不改變原藥的防治對象,適用于棉花、果樹、茶樹、蔬菜、小麥、甘蔗、水稻、大豆、花卉等農林害蟲防治,對棉鈴蟲、蚜蟲、菜青蟲、茶尺蠖、葉蟬、介殼蟲、紅蜘蛛、粘蟲、食心蟲、松毛蟲、飛蛾、炭疽病等有特效。有研究開發了一種山梨酸乙酯農藥增效劑,這種農藥增效劑主要有山梨酸乙酯、冰醋酸、二甲基亞楓、吐溫-80、二氯甲烷、甲醇、三氯甲烷、甲醛、氟硅酸鈉、乙醇、甲派碇、甲酸、OP-10等原料經物理化學變化而制得。所采用方法主要是混合與升溫交替進行,并不斷攪拌。升溫時,溫度保持在40—50℃,時間30—40分鐘。與現有技術相比,具有制造簡單、成本低。與農藥混用后,能達到增效、減毒、保護生態平衡的目的,并能有效地降低農藥毒性及殘留。
方法1:以山梨酸、乙醇為原料,對甲苯磺酸為催化劑,環己烷作為帶水劑,加熱攪拌回流的條件下酯化合成山梨酸乙酯。最優工藝條件為:山梨酸與乙醇的投料量之比為1:5,反應時間為3h,催化劑用量占山梨酸用量的25%,帶水劑用量為15mL。在此條件下,產物收率75.04%,產品經氣相色譜分析純度接近98%。
方法2:以濃H2 SO4 作催化劑的直接酯化法
在125 mL 的二口瓶中,依次加入516 g (0.05 mol) 山梨酸,21 mL (0135 mol) 無水乙醇,015 mL (0.01 mol) 濃H2SO4,在油浴上加熱回流一定時間,反應結束后,將反應物倒入100mL011 M 的NaHCO3 水溶液中,振蕩后靜置分層,酯層依次用011 M 的NaHCO3 水溶液,水洗滌至中性,加入無水MgSO4 干燥,減壓蒸餾,收集70 ℃~72 ℃/ 0.933 kPa 餾分。
方法3:酰氯法
1)以過量的SOCl2 作溶劑。往125 mL 的二口瓶中依次加入5.6 g(0.05 mol) 山梨酸、7.14 g(0.06 mol) SOCl2,在浴油上加熱回流,直到無氣泡放出,反應2 h,冷卻后滴加6 mL(0.1 mol) 無水乙醇,在油浴上加熱回流至無氣泡放出,將反應物倒入100 mL0.1MNaHCO3水溶液中,振蕩靜置分層,酯層用水洗滌至中性,用無水MgSO4 干燥,減壓蒸餾,收集70 ℃~72 ℃的餾分(01933 kPa) 。
2)以石油醚作溶劑。往125 mL 的二口瓶中依次加入516 g( 0.05 mol) 山梨酸、50 mL石油醚,混合后滴加1019 g (0.1 mol) SOCl2,在油浴上加熱回流5 h,常壓蒸去石油醚和過量的SOCl2 冷卻后加入6 mL ( 0.1 mol) 無水乙醇,加熱回流1 h,冷卻后倒入100 mL0.1 MNaHCO3 水溶液中,振蕩靜置分層,酯層水用洗滌至中性,加入無水MgSO4 干燥,減壓蒸餾、收集70 ℃~72 ℃/ 0.933 kPa 的餾分。
[1] 山梨酸乙酯的合成研究
[2] 山梨酸乙酯制備方法及其應用
[3] CN98110328.6山梨酸乙酯農藥增效劑及其制造方法
[4] 山梨酸乙酯的制備