Laktolát - Lactylate

Laktoláty jsou organické sloučeniny to jsou FDA schváleno pro použití jako přísady do jídla a kosmetické přísady (např. laktyláty jsou potravinářské kvality emulgátory ). Tyto přísady jsou netoxický,[1][2] biologicky odbouratelný,[3] a obvykle se vyrábějí pomocí biologická obnovitelná energie suroviny.[4][5] Díky své bezpečnosti a univerzální funkčnosti se laktyláty používají v široké škále potravinářských i nepotravinářských aplikací. Ve Spojených státech Kodex potravinářských chemikálií specifikuje požadavky na označování složek potravin, včetně laktylátů. V Evropské unii musí být laktoláty označeny v souladu s požadavky příslušných předpisů Nařízení EU. Lactyláty mohou být označeny jako stearoyllaktylát vápenatý (CSL), stearoyllaktylát sodný (SSL) nebo laktylestery mastných kyselin (LEFA).[6][7][8]

CSL, SSL a potravinářské LEFA se používají v různých produktech včetně pečené dobroty a směsi, palačinky, vafle, cereálie, těstoviny, instantní rýže, tekutá zkrácení, vaječné bílky, šlehané polevy, polevy, výplně, pudinky, polevy, mražené dezerty, smetánky, krémové likéry, cukrovinky, dehydratované ovoce a zelenina, dehydrované brambory, poklesy svačinu, žvýkačka, dietní potraviny, mleté ​​a nakrájené na kostičky masové konzervy, mostarda di frutta, omáčky, gravies, a jídlo pro mazlíčky.[9][10][11][12] Kromě toho jsou tyto laktyláty schváleny FDA pro použití v balení potravin, jako papír, lepenka, a celofán, a léčiva.[13][14][15] Lactyláty se také používají v různých výrobcích osobní hygieny včetně šampony, kondicionéry pokožky, pleťové vody, bariérové ​​krémy, základy make-upu, rtěnky, deodoranty, a holicí krémy.[16][17][18] Kromě toho jsou laktyláty ekologický přísady pro použití v polyolefiny, retardéry hoření, pigmenty, a PVC.[15]

Dějiny

Lactyláty byly vyvinuty v padesátých letech společností C.J.Patterson Company jakopetrochemický alternativy k Sta-Soft, a polyoxyethylen derivát kyselina stearová, za zpoždění stagnující z chléb.[19][20][21] Výzkum vývoje laktylátů vedl k prvnímu laktylátu patentová přihláška, podaná v roce 1951, a dvě vydané patenty v letech 1956 a 1957.[22][23] Tyto patenty zahrnovaly laboratorní výrobu a aplikace několika laktylátů, včetně CSL a SSL. V roce 1954 vynálezci zveřejnili článek, který ukazuje, že CSL zlepšila snášenlivost směsi, objem chleba a celkovou kvalitu.[24] Společnost CSL získala schválení FDA pro použití jako potravinářská přídatná látka v dubnu 1961 a poprvé byla použita jako komerční přísada do pekařství ve Spojených státech v roce 1962.[21] Výzkum byl uznán jako hlavní úspěch v pekařském průmyslu a vyhrál Ocenění za průmyslový úspěch v potravinářské technologii v roce 1965. Použití SSL jako pekařské přísady následovalo v roce 1968.[25]

Výrobní

image of a cartoon depicting the lactylate manufacturing process
Proces výroby laktolátu

Původní laboratorní příprava laktilátů zahrnovala esterifikace kyseliny mléčné nebo poly (kyselina mléčná) s chlorid kyseliny derivát požadované mastné kyseliny.[22][23] Současné výrobní postupy byly patentovány v lednu 1956 a kombinovány mastné kyseliny (např. přirozeně odvozené kyselina stearová ) a kyselina mléčná při zvýšených teplotách.[26] Pro CSL a SSL se složka kyseliny stearové obvykle vyrábí z rostlinné oleje jako sojový olej nebo palmový olej.[4]

Kyselina mléčná je primárně produkována fermentace kyselinou mléčnou z cukr s kyselinou mléčnou bakterie (podobné bakteriím, které se používají k výrobě jogurt ). Cukr může být sacharóza, fruktóza nebo glukóza získané od kukuřice, cukrovka nebo cukrová třtina. Protože kyselina mléčná je odvozena z rostlina zdroje a ne z mléko nebo mléčné produkty, neobsahuje žádné zbytky laktóza. Proto lidé, kteří jsou nesnášenlivost laktózy může bez obav konzumovat laktyláty.[5]

Laktyláty ve formě volné kyseliny nejsou snadno dispergovatelné ve vodě. Ke zlepšení vlastností dispergovatelnosti a emulgace ve vodě se používá: karboxylové kyseliny obsahující laktyláty mohou být neutralizováno použitím hydroxidy nebo uhličitany z skupina 1 nebo skupina 2 kovy jako sodík nebo vápník.[27]

Při pokojové teplotě mohou být laktyláty viskózní kapaliny nebo pevné látky v závislosti na výchozí mastné kyselině, celkovém získatelném obsahu kyseliny mléčné a stupni neutralizace. Pevné laktyláty se často zpracovávají na prášky. Tradiční metodou je ztuhnutí kapaliny do vloček a rozmělnění výsledných vloček na prášek. Novější metody využívají spreje tuhnutí přímo formovat korálky.[28]

Výrobní proces laktylátů je esterifikační reakce. The voda koprodukt je odstraněn uživatelem vypařování řídit reakci směrem k požadovanému složení produktu v souladu s Le Chatelierův princip. Odstranění vody je dosaženo buď prskající stálým proudem suchého dusíku nebo vakuové odplyňování s využitím systému vakuové pumpy. Použití tryskání dusíkem nebo vakuového odplyňování také chrání reakční směs před nežádoucími oxidace procesy.[25][26]

structure of a few of the chemical entities comprising commercial lactylates
Struktura druhů laktolátu

Výrobní proces neprodukuje chemicky čisté laktyláty (např. Stearoyl-2-laktylát) ze dvou důvodů. Za prvé, zdrojová mastná kyselina není chemicky čistá, protože je typicky odvozena z přírodních zdrojů. Zdrojová mastná kyselina může obsahovat různé poměry různých mastných kyselin (např. kyselina Laurová (C12: 0), kyselina myristová (C14: 0), kyselina palmitová (C16: 0), kyselina stearová (C18: 0), kyselina arachidová (C20: 0), kyselina behenová (C22: 0) atd.). Za druhé, kyselina mléčná snadno podléhá samoesterifikaci za vzniku různých polylaktylů (obvykle čítajících od jedné do tří laktylových skupin).[26]

Chemicky čisté laktyláty (např. Stearoyl-1-laktylát, stearoyl-2-laktylát atd.) Lze vyrábět meziproduktem benzyl éter derivát.[29] Tato syntetická cesta poskytuje pohodlnou cestu k produkci analytických standardů jednotlivých laktylátových složek.

Funkčnost

Přehled

A. Dvě nemísitelné kapaliny, dosud emulgované.
B. Emulze fáze II dispergovaná ve fázi I.
C. Nestabilní emulze se postupně odděluje.
D. povrchově aktivní látka (fialový obrys kolem částic) se umístí na rozhraní mezi fází II a fází I a stabilizuje emulzi.

Kvůli rozdílům ve fyzikálních vlastnostech se olej snadno nemísí s vodou. Mnoho potravinářských a nepotravinářských systémů vyžaduje stabilizaci směsí oleje a vody, aby se zabránilo oddělení fází. Proto se pro zajištění stability používají přísady. Lactyláty jsou takové přísady.[30]

Laktyláty jsou povrchově aktivní, a proto jsou povrchově aktivní látky. Laktoláty obsahují hydrofilní polární skupiny, které interagují s vodou, a nepolární lipofilní skupiny, které interagují s tuky a oleji. Tyto interakce zajišťují stabilitu systému olej / voda vedoucí k tvorbě emulze. Proto se laktyláty často označují jako emulgátory. Stupeň interakce závisí na identitě mastné kyseliny, molárním poměru mastné kyseliny k kyselině mléčné, stupni neutralizace a povaze neutralizační báze (je-li použitelná) použité při výrobě laktylátu.[31][32]

Jak je popsáno v následujících dvou částech, aplikace laktylátů přesahují jejich použití jako povrchově aktivních látek v potravinářských i nepotravinářských systémech. Mezi takové aplikace patří zpevňování těsta, zpoždění usazování chleba, zlepšování pěny a prevence mikrobiálního růstu.[25][32]

Potravinářské aplikace

Největší potravinářská aplikace laktylátů je ve výrobě pečiva, jako je droždí -kvasené pekárenské výrobky. V těchto systémech se přidávají laktyláty, aby zpevnily těsto a zpozdily usazování chleba (tj. Změkčily strouhanku).[25] Těsto v komerčních pekárnách vyžaduje určitou odolnost proti mechanickému zneužití a otřesům, aby udržel požadovaný objem v hotovém pečeném zboží. Posilovače těsta interagují s protein komponenty (např. lepek ) do těsta. Interakce posilují proteinovou síť a zabraňují zhroucení bochníku během pečení. Tyto přísady zajišťují, že každý bochník chleba odpovídá vizuálním a texturním kvalitativním očekáváním výrobce a spotřebitele.[33] Změkčovače drobků se přidávají do chleba, aby se snížilo nebo zpozdilo stagnující hotového pečeného dobrého. K zastavení chleba dochází, když složky škrobu vytvoří tvrdé krystaly. Změkčovače drobků se komplexují se složkami škrobu, čímž zabraňují nebo zpomalují tvorbu škrobových krystalů.[34] Chléb obohacený laktylem zůstane čerstvý až pět dní po upečení.[25] Chléb připravený bez laktilátů začne zatuchávat během jednoho až tří dnů po výrobě.[21][34]

V jiných potravinářských aplikacích se jako emulgátory používají laktyláty. Například laktoláty se používají v krémech pro jiné než mléčné výrobky, které pomáhají rozptýlit krém na bázi tuku po celém horkém nápoji. Laktilát stabilizuje (tj. Zabraňuje separaci) emulze typu olej ve vodě. Další použití laktylátů je jako šlehání. V těchto aplikacích pomáhá laktolát provzdušňování kontinuální fáze (např. Vaječných bílků) a stabilizaci (prevenci kolapsu) výsledného produktu pěny. V těchto systémech se přidávají laktyláty ke snížení mezifázového napětí mezi vzájemně nerozpustnými složkami zajišťujícími stabilitu směsi, označované jako koloidní suspenze.[32]

Nepotravinářské aplikace

Lactyláty jsou také široce používány v nepotravinářských aplikacích, jako jsou kosmetika nebo výrobky osobní péče.[16][17] V těchto aplikacích fungují laktyláty jako emulgátory, kondicionéry, zesilovače pěny nebo změkčovadla. Tyto laktyláty se obvykle vyrábějí z kyselina behenová, kyselina isostearová nebo mastné kyseliny se středním řetězcem, jako jsou kyselina kaprinová, kyselina Laurová, a kyselina myristová. Laktiláty mohou být také částečně neutralizovány. Pro tyto aplikace se vápenaté soli obvykle nepoužívají, protože výsledné laktyláty nebudou tak snadno dispergovatelné ve vodě jako sodný analog.[18]

Laktylované estery mastných kyselin (LEFA) vyráběné s použitím mastných kyselin se středním řetězcem (např. Kyselina kaprinová nebo laurová) jsou mikrobicidy. Nedávná studie naznačila, že lauroyllaktylát sodný LEFA může být účinný antimikrobiální proti grampozitivní bakterie Clostridium perfringens.[35] Tato bakterie ovlivňuje trávicí systém drůbeže a snižuje rychlost růstu kuřat, což vyžaduje více času k dosažení dospělosti. Antibiotika se často přidávají do krmiva pro drůbež, aby se zabránilo infekci a udržel zdravý růst. Legislativa EU[36] 1. ledna 2006 zakázalo používání antibiotik pro podporu růstu.[37] Průmysl proto hledá životaschopné alternativy.

Některé laktyláty také mají potenciál být biologicky odbouratelný, biologická obnovitelná energie náhrady určitých povrchově aktivních látek na bázi ropy, jako je např ethoxylované alkoholy. Předběžná šetření rovněž ukazují, že v oleji lze použít laktyláty náprava nebo aplikace pro obnovení.[38]

Osud životního prostředí

image of lactylate environmental fate
Cesta osudu laktolátu

Studie z roku 2007 provedená společností Wildlife International, Ltd.[3] stanovil připravitelnost biologické rozložitelnosti laktylátu metodou oxid uhličitý evoluční zkušební metoda. Studie byla provedena na sodné soli LEFA vyrobené z kyseliny olejové a kyseliny mléčné. Zkušební metoda určuje, zda mikroby, v tomto případě inokulum s aktivovaným kalem, mohou strávit testovaný materiál, čímž vracejí materiál na bázi uhlíku zpět do prostředí jako oxid uhličitý, aby dokončily uhlíkový cyklus. Ke splnění nebo překročení kritérií směrnice OECD 301B pro „snadno biologicky odbouratelný“,[39] vzorek musí produkovat 60% teoretického množství oxidu uhličitého (TCO2) v 10denním okně od dosažení 10% TCO2. LEFA použitá ve studii měla konečné průměrné kumulativní procento biodegradace 92,0% a testovaný roztok měl na konci 28denního testu pH 7,1. Zkušební materiál proto splňoval kritéria, aby byl považován za snadno biologicky odbouratelný. Za přítomnosti vody se laktyláty rozloží (hydrolyzovat ) do mastné kyseliny a kyselina mléčná.[25] Na základě všech dostupných informací nesplňují laktoláty žádné kategorie nebezpečnosti pod SARA hlava III, oddíly 311–313.[40]

Zdraví a bezpečnost

Přehled

Lactyláty byly před provedením podrobeny rozsáhlému hodnocení bezpečnosti FDA schváleno pro použití jako potravinářské přídatné látky. První hodnocení bezpečnosti zahájila společnost C.J. Patterson Company v roce 1950. Tyto biochemické a toxikologie studie zaměřené na Verv, stearoyl-2-laktylát vápenatý. Údaje shromážděné z osmnácti samostatných vyšetřování během jedenácti let byly důkladně přezkoumány fyziologové, toxikologové, a statistici. Výsledky těchto studií přesvědčivě prokázaly, že laktáty nejsou toxické při požití, což vedlo ke schválení FDA v dubnu 1961.[21] Výzkum v oblasti bezpečnosti laktylátů od té doby pokračuje a nejnovější studie byla dokončena v roce 2010.[2] Výsledky každé nové studie potvrdily bezpečnost laktylátů.[2][41]

Metabolismus

1961 in vitro studie, kterou provedl Hodge, to ukázala lipáza hydrolyzuje laktyláty na kyselinu stearovou a kyselinu mléčnou.[1] Studie z roku 1981[41] rozšířil tento výzkum ošetřením různých tkáňových a biologických tekutých přípravků 14C -označeno CSL, inkubováno při 37 ° C (98,6 ° F) a zkoušeno na hydrolýzu laktylátu. Použité testy tenkovrstvá chromatografie (TLC) s detekce radioaktivity ke stanovení hladin intaktního CSL a laktátu (kyseliny mléčné). 14Bylo zjištěno, že CSL značený C prochází rychlou hydrolýzou v homogenizovaných krysích, myších a morčatech játrech a střevní sliznice, zatímco CSL hydrolyzoval mnohem pomaleji v plné krvi potkanů ​​a myší. V lidské duodenální sliznici CSL rychle hydrolyzoval, zatímco CSL nevykazoval žádnou významnou hydrolýzu v plné lidské krvi.

Dva metabolismus studie provedl Hodge v roce 1961.[1] První ukázal, že krysy krmené buď SSL nebo CSL vylučovaly pouze stopy laktátu fekální Tlustý. Druhá studie ukázala, že 60% z celkového počtu 14C od 14C-značený CSL byl vyloučen jako 14CO2 do 24 hodin při krmení potkanům. Bylo zjištěno, že výsledky jsou prakticky identické (58%) s fyzikální směsí kyseliny stearové a 14Kyselina mléčná značená značkou C. Následná studie u myší a morčat byla provedena v roce 1981 za použití 14C-značený CSL a kyselina mléčná. Autoři k tomu dospěli vylučování CSL a kyseliny mléčné následovalo a dýchání cesta (vylučování CO2) následované vylučováním jako moč a výkaly. Většina vylučování proběhla během prvních 7 hodin studie. Chromatografie v moči ukázala většinu radioaktivity společně eluované s kyselinou mléčnou, z čehož vyplývá, že CSL byl během metabolismu hydrolyzován.[41]

Akutní toxicita

Studie Schulera a Thorntona z roku 1952 zavedla orální LD50 SSL u potkanů ​​nad 25 g / kg tělesné hmotnosti.[1]

Chronická toxicita

Od padesátých let bylo provedeno několik studií krmení na potkanech.[1] Vědci měnili délku testu (27 dní až 6 měsíců), typ laktylátu (CSL, SSL a SLA ) a úrovně dávky (0,5 až 25%), jakož i počet potkanů ​​a pohlaví. Několik studií porovnávalo laktáty s fyzikálními směsmi laktátových solí (sodíku nebo vápníku), kyseliny stearové a kyseliny mléčné. Ve většině studií byly krysy krmené laktyláty srovnávány s kontrolními skupinami krmenými normální stravou. Primární závěry stanovily úroveň bez pozorovaných nepříznivých účinků (NOAEL) pro krysy při 2%. Vyšší hladiny by mohly způsobit zpomalení růstu nebo zvýšení relativní hmotnosti jater, zejména pokud testovací diety obsahovaly vysoké hladiny nasycených mastných kyselin z laktylátů nebo jiných zdrojů mastných kyselin. Potkani krmení laktyláty doplněnými tukem s vysokým obsahem nenasycených mastných kyselin (dosažení požadovaného poměru 0,6 nasycených a nenasycených mastných kyselin) měli normální hmotnost jater. Pokud byly testované krysy převedeny zpět na normální stravu, rychlost růstu se obnovila. Tyto výsledky stanovily přijatelný denní příjem (ADI) úrovně pro CSL a SSL jako 20 mg / kg tělesné hmotnosti / den.

Další studie krmení byla provedena na psech.[1] Testovaná skupina byla krmena 7,5% CSL po dobu dvou let a výsledky byly porovnány s výsledky kontrolní skupiny krmené běžnou stravou. Testovaná skupina nevykazovala žádné nepříznivé účinky a všechny výsledky testu byly normální. Když jednomu psovi byl podán jeden měsíc 7,5% CSL, dva týdny 12,5% a další měsíc 15%, nebyly pozorovány žádné změny v krvi, hmotnosti orgánů ani vzhledu tkáně.

Nověji bylo provedeno vyšetřování chronické toxicity SSL na potkanech.[2] V průběhu roku byly samcům a samicím potkanů ​​Wistar WU podávány čtyři různé úrovně (0%, 1,25%, 2,5% a 5%). Výsledky ukázaly, že SSL je testovanými krysami dobře tolerována při všech úrovních dávek. Autoři doporučili pro lidskou spotřebu revidovaný NOAEL 5% a ADI 22,1 mg / kg bw / den.

Kontaktní dermatitida

Kalmetizace

V roce 2005 uvedli dánští lékaři jednu nerecenzovanou případovou studii týkající se 61leté ženy s anamnézou kontaktní alergie. Patch testy ukázal silnou pozitivní reakci z 5% SSL v vazelína řešení. Patch testy byly rozšířeny tak, aby zahrnovaly 26 jedinců bez anamnézy alergií. Těmto kontrolám byl podán patch test stejného přípravku. Výsledky testu ukázaly 11 negativních odpovědí, 14 pochybných / pravděpodobně dráždivých odpovědí a pouze 1 mírnou pozitivní odpověď. Autoři dospěli k závěru, že původní subjekt „patří do skupiny pacientů, kteří mají citlivou, labilní pokožku, která snadno kontrahuje nové alergie“. 61letá žena tedy zjevně vyvinula senzibilizaci vůči SSL.[42]

Komerčně dostupné laktyláty

Stearoyl-2-laktylát vápenatý

Hlavní článek: Stearoyl-2-laktylát vápenatý

Přehled

structure of CSL
Struktura CSL

Vápník stearoyl-2-laktylát (stearan vápenatý vápenatý nebo CSL) je univerzální, FDA schváleno potravinářská přídatná látka. CSL je netoxický,[1][2] biologicky odbouratelný,[3] a obvykle se vyrábějí pomocí biologická obnovitelná energie suroviny.[4][5] Protože CSL je bezpečná a vysoce účinná potravinářská přídatná látka, používá se v široké škále produktů od pečené dobroty a dezerty na obal.[9][11][14]

Jak je popsáno v Kodex potravinářských chemikálií 7. vydání, CSL je krémově zbarvený prášek.[6] CSL se v současné době vyrábí esterifikací kyseliny stearové a kyseliny mléčné s částečnou neutralizací pomocí potravinářského hydratovaného vápna (hydroxid vápenatý ). Komerční kvalita CSL je směs vápenatých solí kyseliny stearoylmléčné s malými podíly dalších solí příbuzných kyselin. The HLB pro CSL je 5,1. Je mírně rozpustný v horké vodě. The pH 2% vodné suspenze je přibližně 4,7.[15]

Požadavky na označování potravin

Aby mohl být produkt označen jako CSL pro prodej ve Spojených státech, musí odpovídat specifikacím uvedeným v 21 CFR 172.844.[9] V EU musí produkt odpovídat specifikacím uvedeným v nařízení (ES) č. 96/77.[43] Zkoušky těchto specifikací lze najít v potravinářském chemickém kodexu.[6] Kritéria přijetí pro tyto dvě oblasti jsou následující:

Specifický testKritérium přijetí (FCC)Kritérium přijetí (EU)
Kyselinová hodnota50–8650 – 130
Obsah vápníku4.2% – 5.2%1% – 5.2%
Esterova hodnota125–164125 – 190
Celková obnovitelná kyselina mléčná32.0% – 38.0%15% – 40%

Aby mohl být produkt označen jako CSL pro prodej v jiných regionech, musí odpovídat specifikacím uvedeným v kodexu dané oblasti.

Potravinářské aplikace a maximální úrovně použití

CSL nachází široké uplatnění v pečené dobroty, cereálie, těstoviny, instantní rýže, dezerty, polevy, výplně, pudinky, polevy, cukrovinky práškové nápojové směsi, smetánky, krémové likéry, dehydrované brambory, poklesy svačinu, omáčky, gravies, žvýkačka, dietní potraviny, mleté ​​a nakrájené na kostičky masové konzervy, a mostarda di frutta.[10][11] Ve Spojených státech jsou schválená použití a úrovně použití popsány v 21 CFR 172.844,[9] 21 CFR 176.170[13] a 21 CFR 177,120.[14] zatímco odpovídající nařízení v EU jsou uvedena v nařízení (ES) č. 95/2.[11]

Spojené státyEvropská unie
aplikaceMaximální úroveň použitíaplikaceMaximální úroveň použitíaplikaceMaximální úroveň použitíaplikaceMaximální úroveň použití
Kvasinky kvašené pekárenské výrobky0,5% moukyJemné pečivo5 g / kgChléb3 g / kgCereálie k snídani5 g / kg
Tekuté a mražené vaječné bílky0.05%Tukové emulze10 g / kgDezerty5 g / kgCukrovinky5 g / kg
Sušené vaječné bílky0.5%Bělidla na nápoje3 g / kgSměsi horkých práškových nápojů2 g / lDietetická jídla2 g / l
Poleva ze šlehaného rostlinného oleje0.3%Rychle vařit rýži4 g / kgMleté a na kostičky nakrájené masové konzervy4 g / kgMostarda di frutta2 g / kg
Dehydrované brambory0.5%Obilné občerstvení2 g / kgObilné a bramborové svačiny5 g / kgŽvýkačka2 g / kg
Papír a lepenka obal komponentNení omezenoEmulgovaný likér8 g / lLihoviny <15% alkoholu8 g / l
Celofán0,5% hmotnostních celofánu

Největší uplatnění CSL je v kvasnicových kvašených pekárenských výrobcích. Ačkoli byl CSL uveden na trh jako první, využívá většinu aplikací SSL. Hlavním důvodem preference SSL před CSL je to, že CSL má menší účinky změkčení drobků než SSL. CSL je však stále preferován v některých aplikacích, jako jsou formulace typu chudého krbu. V těchto aplikacích se dává přednost CSL, protože CSL funguje lépe než SSL jako zesilovač těsta, zatímco hotový výrobek nevyžaduje měkkou strouhanku nebo dokonale symetrický tvar bochníku.[25]

Stearoyl-2-laktolát sodný

Hlavní článek: Stearoyllaktylát sodný

Přehled

structure of SSL
Struktura SSL

Stearoyl-2-laktylát sodný (stearoyllaktylát sodný nebo SSL) je univerzální, FDA schváleno potravinářská přídatná látka. SSL je netoxický,[1][2] biologicky odbouratelný,[3] a obvykle se vyrábějí pomocí biologická obnovitelná energie suroviny.[4][5] Protože SSL je bezpečná a vysoce účinná potravinářská přídatná látka, používá se v široké škále produktů od pečené dobroty a dezerty na krmivo pro domácí zvířata.[10][11][12][14][15]

Jak je popsáno v Kodex potravinářských chemikálií 7. vydání, SSL je krémově zbarvený prášek nebo křehká pevná látka.[7] SSL se v současné době vyrábí esterifikací kyseliny stearové kyselinou mléčnou a částečně se neutralizuje potravinářským uhličitanem sodným (uhličitan sodný ) nebo louh sodný (koncentrovaný hydroxid sodný ). Komerční SSL je směs sodných solí stearoyllaktylových kyselin a malého podílu jiných sodných solí příbuzných kyselin. The HLB pro SSL je 10–12. SSL je mírně hygroskopický, rozpustný v ethanol a v horkém oleji nebo tuku a dispergovatelné v teplé vodě.[15] Tyto vlastnosti jsou důvodem, proč je SSL vynikající emulgátor pro emulze tuk ve vodě[44] a může také fungovat jako a zvlhčovadlo.[45]

Požadavky na označování potravin

Aby mohl být produkt označen jako SSL pro prodej ve Spojených státech, musí odpovídat specifikacím uvedeným v 21 CFR 172.846[10] a nejnovější vydání potravinového chemického kodexu. V EU musí produkt odpovídat specifikacím uvedeným v nařízení (ES) č. 96/77.[43] Pro 7. vydání FCC[7] a nařízení (ES) č. 96/77 jsou tyto specifikace:

Specifický testKritérium přijetí (FCC)Kritérium přijetí (EU)
Kyselinová hodnota50–8660 – 130
Esterova hodnota120–19090 – 190
Obsah sodíku3.5% – 5.0%2.5% – 5%
Celková obnovitelná kyselina mléčná23.0% – 34.0%15% – 40%

Aby mohl být produkt označen jako SSL pro prodej v jiných regionech, musí odpovídat specifikacím uvedeným v kodexu dané oblasti.

Potravinářské aplikace a maximální úrovně použití

SSL najde rozšířené použití v pečené dobroty, palačinky, vafle, cereálie, těstoviny, instantní rýže, dezerty, polevy, výplně, pudinky, polevy, cukrovinky práškové nápojové směsi, smetánky, krémové likéry, dehydrované brambory, poklesy svačinu, omáčky, gravies, žvýkačka, dietní potraviny, mleté ​​a nakrájené na kostičky masové konzervy, mostarda di frutta, a jídlo pro mazlíčky.[10][11][12] Schválená použití a maximální úrovně použití ve Spojených státech jsou popsány v 21 CFR 172 846[10] a 21 CFR 177,120.[14] V Evropské unii jsou schválená použití a maximální úrovně použití popsány v nařízení (ES) č. 95/2.[11]

Spojené státyEvropská unie
aplikaceMaximální úroveň použitíaplikaceMaximální úroveň použitíaplikaceMaximální úroveň použití
Pečivo, palačinky, vafle0,5% moukyJemné pečivo5 g / kgChléb3 g / kg
Polevy, náplně, pudinky, polevy0.2%Tukové emulze10 g / kgDezerty5 g / kg
Krémy na nápoje0.3%Bělidla na nápoje3 g / kgSměsi horkých práškových nápojů2 g / l
Dehydrované brambory0.5%Rychle vařit rýži4 g / kgCereálie k snídani5 g / kg
Snack dipy0.2%Obilné občerstvení2 g / kgObilné a bramborové svačiny5 g / kg
Omáčky a omáčky0.25%Mleté a na kostičky nakrájené masové konzervy4 g / kgMostarda di frutta2 g / kg
Připravené směsi výšeJak je uvedeno výšeŽvýkačka2 g / kgCukrovinky5 g / kg
Krémové likéry0.5%Emulgovaný likér8 g / lLihoviny <15% alkoholu8 g / l
Celofán0,5% hmotnostních celofánuDietetická jídla2 g / l
The Effect of SSL on Bread Volume
Vliv SSL na objem chleba[46]

Největší využití SSL na trhu je v droždí - pečené pečivo. SSL se používá u většiny vyráběných chleby, buchty, zábaly, tortilly a podobné výrobky na bázi chleba, aby byla zajištěna konzistentní kvalita produktu. Úrovně použití pro pečivo se budou pohybovat mezi 0,25 - 0,5%, vztaženo na mouku. Typická úroveň aplikace je 0,375% a bude upravena v závislosti na typu a kvalitě mouka použitý.[25]

Ve srovnání s CSL, SSL nabízí některé výhody. Za prvé, SSL se ve vodě lépe disperguje a hydratuje než CSL. Proto SSL nevyžaduje předběžnou hydrataci. Za druhé, SSL poskytuje lepší změkčení drobků než CSL. Účinek změkčení drobků SSL je patrný až 5–7 dní po upečení. Za třetí, v bohatých chlebových recepturách (např. Chlebový chléb a hamburgerové housky) poskytuje SSL lepší zpevnění těsta než CSL. Použití SSL v těchto formulacích přinese (téměř) dokonalou symetrii v hotové pečené dobrotě. Kvůli těmto vlastnostem se SSL aktuálně používá ve více aplikacích pro pečení než CSL.[25]

Výzkum prozkoumal možnost nahrazení SSL použitím enzymy. Enzymové technologie samy o sobě nebyly schopny zcela nahradit SSL. Hlavním omezením enzymů je produkce gumovitého chleba nepředvídatelné kvality. Enzymy také často nezvyšují sílu těsta, což je nezbytné, aby se zabránilo zhroucení bochníku během pečení. V současné době se enzymy používají ve spojení s SSL k maximalizaci trvanlivosti chleba. SSL velmi dobře zvyšuje měkkost chleba během prvního týdne po upečení. Enzymová technologie funguje nejlépe po prvních 5 dnech trvanlivosti. Chléb s optimální měkkostí po celou dobu požadované trvanlivosti se proto získává kombinací těchto technologií.[25]

Estery laktózy s mastnými kyselinami

Přehled

Estery laktózy s mastnými kyselinami (LEFA) jsou univerzální přísady používané v potravinách, kosmetice a obalech.[15][47] LEFA jsou netoxický,[1][2] biologicky odbouratelný,[3] a obvykle se vyrábějí pomocí biologická obnovitelná energie suroviny.[4][5]

Jak je popsáno v Kodex potravinářských chemikálií 7. vydání, LEFA se vyskytují jako kapaliny až tvrdé, voskovité pevné látky.[8] Jsou to smíšené estery mastných kyselin s kyselinou mléčnou a jejími polymery s malým množstvím volné kyseliny mléčné, poly (kyselina mléčná) a mastné kyseliny. Jsou dispergovatelné v horké vodě a jsou rozpustné v organických rozpouštědlech, jako jsou rostlinné oleje.

Následující tabulka obsahuje užitečné informace pro komerčně dostupné LEFA.[13][15][18][35][47][48][49]

názevZkratkaČíslo CASVzorecHmotnost vzorceHLBFunkceAplikaceToxikologie
behenoyllaktylát sodnýSBL27847-75-2C28H51Ó6Na506,691 g / molemulgátorzvlhčovací krémynetoxický při požití
slabě dráždivý pro pokožku
lauroyllaktylát sodnýSLL13557-75-0C18H31Ó6Na366,425 g / mol14.4emulgátor
kondicionér
zesilovač pěny
mikrobicid		kosmetika
šampony		LD50 6,81 g / kg (orálně, potkan)
netoxický při požití
nedráždivý
isostearoyllaktylát sodnýISL66988-04-3C24H43Ó6Na450 584 g / mol5.9emulgátor
kondicionér		šampony
kondicionéry pokožky
pleťové vody
bariérové ​​krémy
základy make-upu
rtěnky
deodoranty
holicí krémy		LD50 6,1 g / kg (orálně, potkan)
netoxický při požití
kaproyllaktát sodnýSCL29051-57-8C16H27Ó6Na338 372 g / mol11.3emulgátor
zesilovač pěny
mikrobicid		kosmetikaLD50 5,84 g / kg (orálně, potkan)
netoxický při požití
nedráždivý
oleyllaktylová kyselinaOLAC24H42Ó6426,587 g / molemulgátorpotravinářský emulgátornetoxický při požití
oleyllaktylát vápenatýCOLC48H82Ó12Ca.891 235 g / molemulgátor
stabilizátor		potravinářský emulgátor / stabilizátornetoxický při požití
oleyllaktylát sodnýSOL847904-46-5C24H41Ó6Na448,569 g / molemulgátor
stabilizátor		potravinářský emulgátor / stabilizátornetoxický při požití
stearoyl laktylic acidSLA14440-80-3C24H44Ó6428,603 g / molemulgátor
změkčovadlo		zkrácení jídla
polevy / náplně
papírové a lepenkové obaly pro tučné potraviny		netoxický při požití

Požadavky na označování potravin

The Kodex potravinářských chemikálií považuje LEFA za obecnou kategorii laktátu pro ty mléčné výrobky, které neodpovídají specifikacím ani jednoho z nich CSL nebo SSL. Proto FCC vyžaduje pouze to, aby LEFA vyhovovaly specifikacím stanoveným prodejcem.[8] Složení LEFA se bude lišit v závislosti na typech použitých mastných kyselin, poměrech mastných kyselin k kyselině mléčné, stupni neutralizace a povaze báze (bází) použitých pro neutralizaci (pokud je to relevantní). Od roku 2004 neexistovala v EU žádná odpovídající legislativa.[25]

Potravinářské aplikace a maximální úrovně použití

Ve Spojených státech se na potravinářské aplikace LEFA vztahuje 21 CFR 172,848. Povolené maximální úrovně použití jsou omezeny na úrovně nezbytné k dosažení zamýšleného fyzického nebo technického účinku. Aplikace zahrnují: pečené dobroty a směsi, palačinkové směsi, dort polevy, výplně, a polevy, dehydratované ovoce a zelenina, smetánky, mražené dezerty, tekutá zkrácení, předvařené instantní rýže, a pudinkové směsi.[47]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i JECFA, ed. (1974). „Toxikologické hodnocení některých potravinářských přídatných látek včetně protispékavých látek, antimikrobiálních látek, antioxidantů, emulgátorů a zahušťovadel 539. Stearoyl kyselina mléčná, vápník a sodné soli“. Sedmnáctá zpráva smíšeného výboru odborníků FAO / WHO pro potravinářské přídatné látky, Who Food Additive Series 5.
  2. ^ A b C d E F G Lamb, J .; Hentz, K .; Schmitt, D .; Tran, N .; Jonker, D .; Junker, K. (2010). „Jednoroční studie orální toxicity stearoyllaktylátu sodného (SSL) u potkanů“. Potravinová a chemická toxikologie. 48 (10): 2663–2669. doi:10.1016 / j.fct.2010.06.037. PMID  20600527.
  3. ^ A b C d E Schaefer, E.C .; Matthews, M.E (2007), Mastné kyseliny, C16-18 a C18-nenasycené, reakční produkty s kyselinou mléčnou a laktátem monosodným (CAS # 847904-46-5): Snadná biologická odbouratelnost testovací metodou pro vývoj oxidu uhličitého, projekt č. 645E-101 pro karavanové přísady, Easton, Maryland: Wildlife International, Ltd.
  4. ^ A b C d E Markley, K.S. (1960). "Historické a obecné". V Markley, K.S. (vyd.). Mastné kyseliny, jejich chemie, vlastnosti, výroba a použití, část 1. New York: Interscience Publishers, Inc., str. 16–21.
  5. ^ A b C d E USA 5892109, Baniel, A.M .; DOPOLEDNE. Eval & J. Mizrahi a kol., "Proces výroby, oddělování a / nebo regenerace kyseliny mléčné", vydaný 6. dubna 1999 
  6. ^ A b C "Stearoyllaktalát vápenatý". Potravinářský chemický kodex (7 ed.). str. 157–159.
  7. ^ A b C "Sodium Stearoyl Lactylate". Potravinářský chemický kodex (7 ed.). 964–965.
  8. ^ A b C "Estery laktózy mastných kyselin". Potravinářský chemický kodex (7 ed.). 561–563.
  9. ^ A b C d "Calcium stearoyl-2-laktylate", Hlava 21 Kodex federálních předpisů, část 172, 1. ledna 2010
  10. ^ A b C d E F "Stearoyllaktylát sodný", Hlava 21 Kodex federálních předpisů, část 172, 1. ledna 2010
  11. ^ A b C d E F G „Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 95/2 ze dne 20. února 1995 o potravinářských přídatných látkách jiných než barviva a sladidla“. Úřední věstník Evropské unie: L61 / 1–63. 1995-03-18.
  12. ^ A b C AAFCO (2000). "Krmné přísady". Příručka inspektora krmiva (2. vyd.). Oxford, IN: Asociace amerických inspekčních a kontrolních výborů pro kontrolu krmiv. s. 13–14.
  13. ^ A b C „Součásti papíru a lepenky, které přicházejí do styku s vodnými a mastnými potravinami.“, Hlava 21 Kodex federálních předpisů, část 172, 1. ledna 2010
  14. ^ A b C d E "Celofán", Hlava 21 Kodex federálních předpisů, část 172, 1. ledna 2010
  15. ^ A b C d E F G Ash, M .; Ash, I. (2004). Handbook of Green Chemicals (2. vyd.). Endicott, NY: Informační zdroje Synapse. 400, 654, 868, 875–876, 882.
  16. ^ A b Murphy, L.J .; Baiocchi, F. (1. – 2. Prosince 1997). „Role acyllaktolátů v kosmetice a toaletních potřebách“. Výroční vědecké zasedání Společnosti kosmetických chemiků. Woldorf Astoria, New York, New York.
  17. ^ A b Murphy, L.J. (1979). "Sorpce acylaktolátů vlasy a pokožkou, jak dokumentují studie Radio Tracer". Kosmetika a toaletní potřeby. 94 (3): 43–47.
  18. ^ A b C Baiocchi, F .; Francie, J. R. (1978). „Isostearoyl-2-laktylát sodný v kosmetice a toaletních potřebách“. Kosmetika a toaletní potřeby. 93: 47–48.
  19. ^ USA 2827378, Glabe, E.F., „Způsob přípravy pekárenských výrobků“, vydaný 18. března 1958 
  20. ^ Lord, D.D. (1950). "Působení polyoxyethylenmonostearátu na škrob s odkazem na jeho změkčující účinek v chlebu". J. Colloid Sci. 5 (4): 360–375. doi:10.1016/0095-8522(50)90060-2.
  21. ^ A b C d Benninga, H. (1990). „C.J. Patterson nalézá nové využití pro kyselinu mléčnou (Příběh stearoyllaktátů, kondicionérů chleba)“. Historie výroby kyseliny mléčné: Kapitola v dějinách biotechnologie. Norwell, MA: Kluwer Academic Publishers. 397–416.
  22. ^ A b USA 2744825 Thompson, J. B. a B. D. Buddemeyer, „Acyl Lactylic Acid Products“, vydaný 8. května 1956 
  23. ^ A b USA 2789992 Thompson, J.B. & B.D Buddemeyer, „Acyl Lactylic Acid Products“, vydaný 23. dubna 1957 
  24. ^ Thompson, J.B .; Buddemeyer, B.D. (1954). "Zlepšení charakteristik míchání mouky solí kyseliny stearyllaktylové". Cereal Chem. 31: 296–302.
  25. ^ A b C d E F G h i j k Boutte, T .; Skogerson, L. (2004). "Stearoyl-2-laktyláty a oleoyllaktyláty". V Whitehurst, R.J. (ed.). Emulgátory v technologii potravin. Oxford: Blackwell Publishing. str.207 –225.
  26. ^ A b C USA 2733252 Thompson, J.B. & B.D Buddemeyer, „Soli esterů mastných kyselin s kyselinami mléčnými“, vydáno 31. ledna 1956 
  27. ^ Young, F.V.K .; Poot, C .; Biernoth, E .; Krog, N .; Davidson, N.G.J .; Gunstone, F.D. (1994). "Zpracování tuků a olejů". V Gunstone, F.D .; Harwood, J.L .; Padley, F.B. (eds.). Příručka lipidů (2. vyd.). London: Chapman & Hall. p. 301.
  28. ^ Krog, N.J .; Spars ¯, F.V. (2004). "Potravinové emulgátory: jejich chemické a fyzikální vlastnosti". Ve Friberg, S.E., S.E .; Larsson, K .; Sjˆblom, J. (eds.). Potravinové emulze (4. vydání). New York: Marcel Dekker. p.61.
  29. ^ Elliger, Carl A. (1979). "Pohodlná příprava čisté stearoyl-2-laktlové kyseliny". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 27 (3): 527–528. doi:10.1021 / jf60223a037.
  30. ^ Bennett, H .; Bishop Jr., J.L .; Wulfinghoff, M.F. (1968). "Úvod". Praktické emulze, svazek 1, materiály a zařízení. New York: Chemical Publishing Company. p. 1.
  31. ^ Bennett, H .; Bishop Jr., J.L .; Wulfinghoff, M.F. (1968). "Základní úvahy". Praktické emulze, svazek 1, materiály a zařízení. New York: Chemical Publishing Company. s. 3–11.
  32. ^ A b C Bennett, H .; Bishop Jr., J.L .; Wulfinghoff, M.F. (1968). "Složky a přísady". Praktické emulze, svazek 1, materiály a zařízení. New York: Chemical Publishing Company. 37–52.
  33. ^ Nylander, T .; Arnebrant, T .; Bos, M .; Wilde, P. (2010). "Interakce protein / emulgátor". In Hasenhettl, G.L .; Hartel, R.W. (eds.). Potravinové emulgátory a jejich aplikace (2. vyd.). New York: Springer. str. 89–171.
  34. ^ A b Hasenhuettl, GL (2010). "Interakce emulgátor-sacharid". In Hasenhettl, G.L .; Hartel, R.W. (eds.). Emulgátory potravin a jejich aplikace (2. vyd.). New York: Springer. str. 63–88.
  35. ^ A b Lensing, M; van der Klis, J.D .; Fabri, T; Cazemier, A; Jinak, A.J. (2010). "Účinnost laktylátu na produkční výkon a střevní zdraví brojlerů během subkliniky Clostridium perfringens infekce". Pulard. Sci. 89 (11): 2401–2409. doi:10.3382 / ps.2010-00942. PMID  20952703.
  36. ^ „Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1831/2003 ze dne 22. září 2003 o doplňkových látkách používaných ve výživě zvířat“. Úřední věstník Evropské unie: L268 / 29–43. 18. 10. 2003.
  37. ^ „EUROPA - Press Releases - Zákaz antibiotik jako stimulátorů růstu v krmivech pro zvířata vstupuje v platnost“. EUROPA - oficiální web Evropské unie. EUROPA. 22. prosince 2005. Citováno 2. srpna 2011.
  38. ^ Sabatini, D.A .; Knox, R.C .; Harwell, J.H. (Srpen 1996), Oprava DNAPL se zvýšenou povrchově aktivní látkou: výběr povrchově aktivní látky, hydraulická účinnost a ekonomické faktory, Environmental Research Brief EPA / 600 / S-96/002
  39. ^ Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (17. července 1992), Směrnice OECD 301B pro testování chemických látek - snadná biologická rozložitelnost: CO2 Evoluce (Modifikovaný Sturmův test)
  40. ^ EPA (říjen 2001), Konsolidovaný seznam chemických látek, na které se vztahuje havarijní plánování a zákon o právu na komunitní komunitu (EPCRA) a § 112 odst. 1 zákona o ovzduší, EPA 550-B-01-003
  41. ^ A b C Phillips, J.C .; Topp, C .; Gangolli, S.D. (1981). "Studie metabolismu kalcium-stearoyl-2-laktolátu u potkanů, myší, morčat a lidí". Toxikologie potravin a kosmetiky. 19 (1): 7–11. doi:10.1016/0015-6264(81)90296-0. PMID  7262734.
  42. ^ Jensen, C.D .; Andersen, K.E. (2005). "Allergic contact dermatitis from sodium stearoyl lactylate, an emulsifier commonly used in food products". Kontaktujte dermatitidu. 53 (2): 116. doi:10.1111/j.0105-1873.2005.0650c.x. PMID  16033408. S2CID  13132924.
  43. ^ A b "Regulation (EC) No 96/77 of the European Parliament and of the Council of 2 December 1996 on Laying Down Specific Purity Criteria on Food Additives Other Than Colours and Sweeteners". Úřední věstník Evropské unie: L339/1–171. 1996-12-30.
  44. ^ Nylander, G.; Wang, Z. (2010). "Guidelines for Processing Emulsion-Based Foods". In Hasenhettl, G.L.; Hartel, R.W. (eds.). Food Emulsifiers and Their Applications (2. vyd.). New York: Springer. pp. 349–394.
  45. ^ Orthoefer, F. (2010). "Applications of Emulsifiers in Baked Foods". In Hasenhettl, G.L.; Hartel, R.W. (eds.). Food Emulsifiers and Their Applications (2. vyd.). New York: Springer. pp. 263–284.
  46. ^ Tsen, C.C.; Hoover, W.J. (1973). "High-Protein Bread from Wheat Flour Fortified with Full-Fat Soy Flour". Chemie obilovin. 50 (1): 7–16.
  47. ^ A b C "Lactylic esters of fatty acids", Title 21 Code of Federal Regulations, part 172, 1. ledna 2010
  48. ^ National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme, File No: LTD 1001, Australia, Apr 10, 2002
  49. ^ Ash, M.; Ash, I. (2002). Handbook of Food Additives (2. vyd.). Endicott, NY: Synapse Information Resources. pp. 382, 717, 731.