山梨酸

山梨酸及其盐的制取，应用以及前景

摘要：山梨酸作为食品添加剂的一种，是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防腐保鲜剂。其钠盐、钾盐,能抑制细菌、霉菌和酵母菌的生长,效果显著。它是合成多种化工产品和精细化学品的原料,具有广阔的发展前景。本文将从山梨酸的性质，提取过程以及应用和前景四部分对山梨酸及其盐进行探讨。

关键字：山梨酸；添加剂

1引言

中国在《食品卫生法》（1995年）中规定：食品添加剂指“为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐或根据加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质”；概括起来说：食品添加剂就是用于改善食品品质、延长食品保存期、便于食品加工和增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。它是一类为改善食品色、香、味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化合物质或者天然物质。近十几年来，随着生活水平的提高和生活节奏的加快，人们对食品的要求越来越高，不仅要求营养丰富，还要求其色、香、味、形俱佳，食用方便，这就迫使食品添加剂迅速发展，食品添加剂产业也进入高速发展的时期。当今，世界各国许可使用的食品添加剂品种愈来愈多，使用面积越来越广。

山梨酸作为食品添加剂的一种，是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防腐保鲜剂。食品大多数是动物和植物的组织，它含有一定的营养物质、水分和能分解食品组成的酸类。在存放食品时，由于温度、湿度、环境卫生条件等因素控制不当，各种细菌微生物中的酶就会不断发生新陈代谢作用，食品中的饱和脂肪酸被氧化并发生脱氢现象，形成不饱和脂肪酸，导致食品腐烂变质。但是，加入适量的山梨酸控制脱氢酶的活动，阻止脂肪酸氧化、脱氢，从而抑制各种细菌微生物在食品中进行繁殖。同时山梨酸属于一种酸性防腐剂，它可以被人体的代谢系统吸收而又迅速分解，产生二氧化碳和水，因此山梨酸对人体是无害的[3]。

加之其钠盐、钾盐,能抑制细菌、霉菌和酵母菌的生长,效果显著。对食品风味无不良影响,能参与人体新陈代谢作用,生理上的安全性高,国际上被公认为最好的食品防腐剂,将取代苯甲酸,普遍应用于食品加工工业,用于焙烤食品、糖果点心、干果、蔬菜罐头、鱼肉制品、人造奶油、饮料和酒类中。本文将从山梨酸的性质，提取过程以及应用和前景四部分对山梨酸及其盐进行探讨。

2山梨酸性质以及制取

2.1山梨酸性质

山梨酸（sorbic acid），化学名为2,4一己二烯酸[1]或清凉茶酸, 是一种分子结构特殊的不饱和有机酸类，为不饱和六碳酸，分子式为C6H8O2，结构式为CH3CH=CHCH=CHCOOH，分子量为112。基于结构的共轭双键，山梨酸的化学反应活性高，易于进行加成、卤代、加氢、氧化、酯化、脱羧及共聚等多种反应。它是一种新型食品防腐剂和有机化学品。山梨酸为白色或类白色针状晶体,无味,无臭, 在空气中长期放置易氧化着色,耐光耐热性好,易升华(60℃开始升华)[2],相对密度1.2034,熔点130~135℃,沸点228℃(分解),闪点127℃,蒸汽压

2.2山梨酸的防腐机理

食品大多数是动物和植物的组织,它含有一定的营养物质、水分和能分解食品组成的酸类。在存放食品时,由于温度、湿度、环境卫生条件等因素控制不当,各种细菌微生物中的酶就会不断发生新陈代谢作用,食品中的饱和脂肪酸被氧化并发生脱氢现象,形成不饱和脂肪酸,导致食品腐烂变质。但是,加入适量的山梨酸控制脱氢酶的活动,阻止脂肪酸氧化、脱氢,从而抑制各种细菌微生物在食品中进行繁殖。同时山梨酸是一种具有共轭双烯键不饱和脂肪酸,属于一种酸性防腐剂,它可以被人体的代谢系统吸收而又迅速分解,产生二氧化碳和水,因此山梨酸对人体是无害的。在pH<6的条件下,其双烯键同食品中微生物酶的硫氢基结合形成共价键,使硫氢基失去活力,从而抑制微生物的繁殖,达到对食品防腐保鲜作用。

2.3山梨酸的制取

我国早在1945年就申请了第一项专利,20世纪50年代就开始工业化生产,发展至今已有50多年的历史,但因其生产难度较大,成本较高,在我国至今仍没有大量生产,而使用国外禁用的叠毒性苯甲酸类添加剂,限制了山梨酸的应用与发展。人类社会进入了21世纪,环保意识深入人心,绿色食品一再走俏,山梨酸也愈来愈显示出无比的优越性,所以,以山梨酸取代苯甲酸类防腐剂已成为一种必然趋势。2.3.1丙酮法

由丙酮与巴豆醛缩合,再经脱氢制得,其反应式如下:

这是由前苏联开发的合成工艺。它是以氢氧化钡为催化剂,在60℃下缩合,生成巴豆叉丙酮,再以次氯酸钠为氧化剂,氧化生成山梨酸钠,酸化后得山梨酸,伴有副产品氯仿和丁缩醛产生。山梨酸的收率按巴豆醛计为60%左右。

2.3.2丙二酸法

由丙二酸、巴豆醛缩合、脱梭而得,其反应式如下:

工艺过程如下:向反应锅中依次加人巴豆醛、丙二酸及毗陡,室温下搅拌lh,缓缓加热,使物料温度缓缓升至90℃,维持在90一100℃保温4h,反应完毕,降温至10℃以下,慢慢加人10%稀硫酸,温度不超过20℃,至反应物呈弱酸性,pH值约为4一5为止,冷冻过夜,脱水,固体物用水洗涤后,即得山梨酸粗品,用3一4倍量的60%乙醇重结晶,得精制山梨酸,收率30.98%。该法虽然工艺简单,对丙二酸纯度要求不高,但收率较低。

2.3.3乙烯酮法

巴豆醛与乙烯酮催化缩合法系国内外普遍采用的成熟技术，此法技术先进,收率高,生产连续化,是目前国际上工业化生产较普遍采用的方法。为了提高生产总收率及产品白度等质量标准, 在催化剂筛选、溶剂优化及聚酯中间体解聚工艺等方面工艺有独特之处。该工艺主要由以下三部分组成：

(1)乙烯酮制备

将醋酸送人蒸发器汽化,后加人占原料量0.3%以下的磷酸三乙酷催化剂,送人热裂管中750~780℃裂解,在热裂管出口处加人少量氨作稳定剂,然后导人冷却器,并分离出水及未反应的醋酸,而未冷凝的气体引人吸收塔,以制备醋醉或二乙烯酮,热裂醋酸转化率一般达80%,乙烯酮收率高达95%。其反应式如下:

(2)乙烯酮与巴豆醛加成反应

在催化剂作用下,乙烯酮与巴豆醛加成反应生成聚己烯内醋,其反应式如下: