糖类是主要的什么物质 [山梨醇中糖类物质对Span60产品研究论文]
时间：2020-03-06 09:32:57 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘 要：阐述了以山梨醇和硬脂酸为原料，合成失水山梨醇单硬脂酸酯（Span60）。通过试验得出了山梨醇中糖类物质含量对目标产物中黑点及色泽的会产生较大影响的结论，同时提出了相应解决的办法。
关键词：Span60；
山梨醇；
总糖；
还原糖
作者简介：罗鸣（1973-），广西苍梧人，工程师，主要从事山梨醇及甘露醇的生产管理及技术改造工作。
1 引言
山梨醇在自然界广泛存在于水果中，由于食用山梨醇在自然界的原料中含量太低，所以商品山梨醇是用淀粉或蔗糖转化为葡萄糖氢化制得的。但无论用何种工艺生产山梨醇，因为原料是糖，最终得到的山梨醇中或多或少的会含有糖类物质，这些山梨醇中的糖类物质我们称之为总糖，而其中一部分具有还原性的糖类（如葡萄糖和果糖）称之为还原糖，还原糖是总糖中的一部分。
失水山梨醇单硬脂酸酯(商品名称Span60)是一种非常著名的非离子表面活性剂，是由山梨醇脱水闭环，与硬脂酸酯化而成。它是水/油型优良乳化剂，具有很强的乳化作用和分散润湿效果，可与各种类型表面活性剂混合使用。主要用作腈纶纤维抗静电剂和柔软上油剂，也可用作食品、医药、涂料、塑料和化妆品工业的乳化剂[1]。通过乙氧基化，还能生成另一类优良表面活性剂Tween。
Span60在生产中有时候会出现黑点偏多或者颜色比较深的情况，在Span系列的其它产品生产中也出现过类似的问题[2]。虽然国标中没有这一项指标，但是黑点的多少或者颜色的深浅可直接影响一些用户的产品质量，因此这是一些用户新提出来的一项监测指标。
2 Span60的生产制备方法
将70%的液体山梨醇浓缩至90%以上，与一定比例的硬脂酸投入反应釜，物料温度升到180℃左右时，加入催化剂进行常压酯化反应。控制反应温度220℃左右约2～2.5小时，在真空下继续酯化1小时。将温度降至90℃，加入双氧水搅拌30min可出料。
3 黑点的分析方法
称取50克Span60装入锥形瓶中，加入30ml 95%的乙醇，缓慢加热使之完全溶解，等其冷却凝固后观察底部的黑点沉淀。
4 试验情况
根据观察我们发现，升温到170℃加入催化剂时，其颜色变深。加入催化剂至保温一小时，色泽增加。保温一小时至结束，也就是反应后期，色泽逐渐变为墨汁状了。说明反应中有部分物质因高温产生了质变（焦化）。因此我们分析造成Span60产品带黑点的原因可能是以下两点：一是由于原料山梨醇中带有易焦化的物质——糖类物质，在高温下焦化成碳产生黑点；
二是在反应过程中加入催化剂是强碱性物质，一些有机物在强碱性的条件下易焦化，因而催化剂的用量也可能是造成黑点的原因。
依据分析，先用不同糖类含量的山梨醇与相同量的硬脂酸在相同的条件下进行了对比试验，结果如表1所示。
表1 山梨醇中糖类物质含量对比试验结果
配方 | 还原糖含量% | 总糖含量% | 羟值 | 酸值 | 黑点情况 | 颜色 |
1 | 0.062 | 0.138 | 240.4 | 7.21 | 极少，黑点细小，可数出具体数量 | 乳白色 |
2 | 0.17 | 0.45 | 251.8 | 6.04 | 很少，可数出具体数量，但比配方1多 | 黄色* |
3 | 0.324 | 0.635 | 258.7 | 6.31 | 少，有可数粗粒黑点，细黑点不可数， 油状物不明显 | 黄色** |
4 | 0.528 | 1.26 | 248.3 | 7.13 | 黑点密集，不可数，有少量油状物 | 黄色***** |
5 | 0.69 | 0.96 | 246.9 | 8.16 | 黑点密集，不可数，明显比配方4多， 油状物不明显 | 黄色*** |
6 | 0.173 | 1.43 | 247.4 | 6.43 | 黑点布满瓶底，还带有明显块状、油状物 | 黄色****** |
注： * 越多表示颜色越深
从表1中可以看出，在基本相同的条件下，按表中的配方都能做出符合国家标准的产品，只是黑点的数量上存在差异。
当山梨醇中的还原糖含量从0.062%增加到0.69%时，产品中黑点数量逐渐增加，说明黑点数量与山梨醇中还原糖的含量有直接的关系，还原糖含量低，黑点少，还原糖含量越高，黑点数量越多，而且随着还原糖含量的增加而急剧增加。
同时我们还看到，黑点、油状物、块状物的产生与山梨醇中总糖的含量也有直接关系。总糖量增加。除了黑点增加外，块状物和油状物等焦化物都随之增加。例如配方2和配方6，虽然还原糖含量差不多，而且比较低，但是因为配方6中的总糖含量非常高，导致了黑点很多，而且还明显带有油状物。
然后以配方1和配方4用不同催化剂的用量进行对比试验，结果如表2所示：
表2 催化剂用量对比试验结果
配方 | 催化剂相对用量 | 羟值 | 黑点情况 | 颜色 |
1 | 0.8 | 253.61 | 极少，黑点细小，可数出具体数量 | 乳白色 |
1 | 246.87 | 极少，黑点细小，可数出具体数量 | 乳白色 | |
1.2 | 241.60 | 极少，黑点细小，可数出具体数量 | 乳白色 | |
4 | 0.8 | 263.66 | 黑点密集，不可数，有少量油状物 | 黄色***** |
1 | 257.43 | 黑点密集，不可数，有少量油状物 | 黄色***** | |
1.2 | 248.82 | 黑点密集，不可数，有少量油状物 | 黄色***** |
从表2中可以看出，催化剂用量的多少，对产品的羟值有点影响，当催化剂用量减少时，产品的羟值增加，说明反应完全的程度降低。在观察试验时发现，在减少催化剂用量时，在反应的1.5小时之内，物料的色泽确实减轻，但到达反应终点时，三者的色泽趋于一致，对最终产品中的黑点多少与颜色没有明显的影响。
5 结论
根据试验的结果我们可以得出以下结论：
(1) 山梨醇中糖类物质的含量对Span60产品的羟值、酸值没有什么影响；
(2) 山梨醇中的糖类物质含量是造成Span60产品黑点多少的主要原因，糖类物质越高，黑点越多，而且随着总糖含量的增加，Span60产品中甚至还会出现块状物和油滴状物；
(3) 山梨醇中的还原糖和总糖含量还是造成Span60产品颜色深浅的原因之一。
6 结束语
国内山梨醇的生产厂家很多，在质量上也存在很大的差异，质量好的山梨醇还原糖含量低于0.1%，总糖含量低于0.2%，而一般的山梨醇还原糖含量在0.3%左右，总糖含量在1.5%左右。如果选用质量好的山梨醇生产Span60，很容易就能得到优质的Span60产品，但是生产成本比较高。而用品质一般的山梨醇生产Span60，虽然成本低，但产品中会带有大量的黑点（焦化物），而且产品本身的色泽也较深。这样一来，一些客户又难以接受。作为生产厂家，必然要在质量、市场和成本三者之间权衡考虑。可以与客户进行充分的沟通，制定出Span60中黑点含量的标准，将质量好的山梨醇和品质一般的山梨醇按一定比例搭配使用，生产出符合客户需要的产品，既保住了市场，又降低了生产成本。
参考文献
[1] 程铸生.精细化学品化学[M].华东化工学院出版社，1990：222.
[2] 倪永全.失水山梨醇单油酸酯质量改进的研究[J].日用化学工业，1996，（2）.
