[doc] 异硫氰酸烯丙酯的常用制法及其主要功效

[doc] 异硫氰酸烯丙酯的常用制法及其主要功效 异硫氰酸烯丙酯的常用制法及其主要功效 第4期 2008年4月 中国调味品 CHINACoNDIMENTNO.4 Apr.2008 异硫氰酸烯丙酯的常用制法及其主要功效 翟建华,王蓓,刘向欣,曹晓妹 (河北科技大学化工学院,石家庄050018) 摘要:文章归纳 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了芥末调味品的生产原料及其分类,综述了芥末调味品的常用制备方法和 实际应用,重点介绍芥末调味品的主要呈味成分——异硫氰酸烯丙酯(AITC)的性质,主要化 学合成方法及其各种功效.随着世界经济的快速发展,人们对食品口味的要求也会越来越高, 从而决定了异硫氰酸烯丙酯具有广阔的市场前景. 关键词:芥末;异硫氰酸烯丙酯;调味品;制备方法 中图分类号:TS202.3文献标识码:B文章编号:1o0O一9973(2008)04--0020--05 ProductionmethodsandmedicaIfunctionsofallyIiSOthiOcyanate ZHAIJian-huan,WANGBei’,LIUXiang-xin,CAOXiao—mei (DepartmentofChemistry,HebeiUniversityofScienceand Technology,Shijiazhuang050018,China) Abstract:Theclassificationandproductionmeterialofmustardspiceswassummarizedinthis paper,itsproductionmethodsandpracticalapplicationhasbeenreviewedaswel1.Atthe sametime,thecharacter,themainchemicalsyntheticalmethodsandmedicalfunctionofal— lYlisothiocyanate(AITC)一 themaincompositionofmustardspices—wasalsoreviewed. Withthefastdevelopmentofworldeconomics,peoplewillhavemorerequesttothefiavorof food,SOthatallylisothlocyanatehavegreatmarketprospect. Keywords:mustard;allylisothiocyanate;spice;productionmethods 我国是一个具有悠久饮食文化的文明古国, 早在二千年前就有了”五味”之说.在长达三千年 的历史发展过程中,劳动人民在原始调味品和酿 造调味品的加工制造技术方面,积累了丰富的经 验.随着人民生活水平的不断提高,生活节奏的 加快以及科学技术的不断发展,调味品正逐渐成 为人们日常饮食生活中的重要组成部分. 作为调味品的一种,具有特殊辛辣风味的 芥末调味品因其口味独特,营养以及药用价值 被世界各国广为关注,在食品货架上占有越来 越重要的位置.随着我国经济的高速发展,国 际交流的日益增多以及食用海鲜及肉类食品逐 年增加,人们对辛辣风味调味品的质量及生产 过程的科学化提出了更高的要求.下面就对芥 末调味品及其主要呈味物质——异硫氰酸烯丙 酯进行介绍. 1芥末调味品 1.1芥末调味品的原料 芥末是传统的辛辣调味料,东西方人们都有 食用芥末的习惯.天然芥末调味品的制作原料主 要有芥菜籽,辣根和山嵛菜三种. 芥菜是十字花科芸薹属芥菜种中的一,二年 生草本植物,原产于中亚,目前分布于中国,南洋, 日本,印度,非洲,中亚等世界各地.芥菜含有丰 富的维生素,钙,铁等矿物质,不仅是人们喜爱的 收稿日期:2o07—11—12*通讯作者 作者简介.翟建华(1964--),男,博士,硕士生导师,河北科技大学教授,主 要从事化学工艺及食品添加剂研究. 第4期专论综述异硫氰酸烯丙酯的常用制法及其主要功效21 鲜食蔬菜,而且是加工蔬菜的主要原料.这类辛 辣风味产品因其独特风味及开胃,防癌,杀菌等用 途受到人们的喜爱.辣根是制作芥末调味品的重 要原料之一.辣根又称西洋嵛菜,系属多年生草 本植物,根圆柱形,略有分枝,嫩根灰白色,老根土 黄色.肉白色,质地粗糙,具有特殊的香气和辣 味. 山嵛菜与辣根系十字花科属不同的两种作 物,均具浓烈刺鼻的辣味.山嵛菜,又名山葵,属 多年生草本植物,地下茎肥大,圆柱形,皮绿色,髓 部偏白,肉质坚硬,磨碎后具有挥发性香辣味,辣 根与山嵛菜都具有特殊的香气和辣味,但山嵛菜 的栽培需要特殊的环境条件,而辣根栽培较易,因 此有些地方将辣根做为山嵛菜的代用品[1]. 1.2芥末调味品的分类 食品市场上的芥末味产品有芥末油,芥末酱 (芥末糊)等. 调味芥末油是近几年来出现在我国市场上的 一 种以辛辣味为主的新型高档香辣调味料,主要 是由十字花科芸薹属一年生草本芥菜的种籽,经 粉碎后加水,再蒸馏而得,是一种更新换代的新产 品.芥菜籽分为黑芥籽,黄芥籽和白芥籽以及褐 芥籽.由于浅黄大粒者水解后生成的芥末精油的 含量最高,因此在生产芥末油时应选籽大,色泽黄 的芥菜籽作原料.调味芥末油作为凉拌菜的佐 料,具有使用方便,贮藏期长,干净卫生等特点,很 受广大消费者的喜爱. 芥末酱在国外有源远流长的生产历史,最早 始于1854年,在日本很多调味料中都有芥末,芥 末在西洋菜中用的也很广泛.芥末酱的主要原料 是辣根和芥籽.芥末酱分为”青芥辣”,”绿芥辣”, “芥末膏(酱)”等几种.青芥辣属高档产品,用纯 辣根原料生产;绿芥辣属中档产品,用洋辣根加细 芥末粉生产;芥未膏为低档产品,可用纯芥粉或纯 芥粉加少量辣根生产[2].制作日本青芥辣的原料 是辣根或山嵛菜.优质芥末酱呈现鲜黄绿色,均 匀一致,有透明感及自然柔和的光泽,它有浓烈刺 鼻的挥发性辛辣味,成度适中,无苦,酸,涩等异 味,香气浓厚持久,外形膏状,膏体细腻均匀,粘稠 适度,无气泡,无杂质,无分层现象产生,是一种上 乘的海鲜食用佐料. 1.3芥末调味品的实际应用情况 我国食用芥末的历史悠久,芥籽自古以来受 到医家,美食家的青睐.在我国,芥末是调制北方 口味和川味的极佳香辛料,也是沿海地区调味海 产品的佳品.梁代陶宏景《名医别录》始载有 “芥”,列入上品.明代李时珍称:”按王安石字说 云,芥者界也,发汗散气,界我者也.”王桢农书云: “其气味辛烈,菜中之芥然者,食之有刚介之象,故 字从介.”芥籽具有利气豁痰,温中散寒,通络止痛 之功效,主治痰饮咳喘,胸胁胀满疼痛,反胃呕吐, 中风不语,肢体痹痛麻木,脚气,阴疽,肿毒,跌打 肿痛等.清代曾国藩早年诗中有:”竟将云梦吞如 芥,未信君山铲不平.”其豪迈之情可见一斑. 自20世纪8O年代初期以来,我国的河北,四 川,贵州,黑龙江等地都进行了山嵛菜引种试验. 目前,我国山嵛菜种植面积为四川省800亩,贵州 省200亩,大连有小面积栽培试验,但大连有十几 年种植辣根的历史,种植面积在1万亩以上.芥 末酱在我国的产量很大,但尚未得到充分合理的 利用,其中除少数加工成芥末粉外,大量以原料形 式出口.而国内的一些高级饭店用的芥末调味品 却都依赖进口,主要国家为日本,韩国,德国,法 国,英国,美国与加拿大.我们国家的食用习惯是 把芥末粉用温开水发制后,再用于拌凉菜.有时 “发制”不好,缺少辛辣味,而且比较麻烦. 2异硫氰酸烯丙酯 十字花科芸薹属蔬菜加工产品的辛辣风味是 由原料中的硫代葡萄糖苷在加工过程中因细胞破 损而在硫代葡萄糖酶催化下,水解产生异硫氰酸 酯类(isothiocyanates)所致,其中异硫氰酸烯丙酯 (allylisothiocyanate,简称AITC)被公认为芥末 油,芥末酱,青芥辣和叶芥制品的主要呈味物 质.一. 芥菜调味品的主要功效成分是异硫氰酸烯丙 酯[~-82,分子式是C4HsNS,结构式是CH2一CH -- CH2一N—C—S,分子量为99.15,相对密度 dl.1.0155,折射率1.52212.它是一种无色至 淡黄色透明油状液体,贮藏期间颜色逐渐变深,有 强催泪性,伴有强烈的芥籽似刺激性臭味和辣味. 沸点为151,153?(常压),56?(0.933kPa). 凝固点为一8O?,闪点43?,无旋光性.异硫氰 22中国调味品总第350期 酸烯丙酯不溶于水,在水中的溶解度是0.2g/dL, 在70乙醇中是7,10g/dL,能溶于9O乙醇, 乙醚,苯,石油醚,戊醇和二硫化碳等有机溶剂,热 时可溶解磷和硫磺. 异硫氰酸烯丙酯含量及质量是衡量调味芥末 油质量好坏的重要指标.调味芥末油中异硫氰酸 烯丙酯含量越高,其辣味也就越重[g].但芥菜籽 本身并不含有异硫氰酸烯丙酯,该物质是以芥子 苷的形式存在于芥菜籽中.芥子苷是这些辛辣物 质产生的前体物质,本身无辣味.当芥菜籽破碎 后,并有水分存在时,在芥子酶的催化下,开始水 解产生异硫氰酸烯丙酯等辛辣物质,其主要反应 方程式如下: H=c<避=c=s+ 3异硫氰酸烯丙酯的常用制备方法 以使用广泛的芥末精油为例,根据原料不同, 其生产方法有两种:天然提取法——从干燥的芥 菜籽蒸馏液中提取}化学合成法[1... 3.1天然提取方法 天然芥末油因其口感好,公认安全等优点,仍 在人们的日常饮食生活中普遍使用.目前国内天 然生产芥末油工艺主要有两种,一种是采用蒸馏 酒原理及设备,将芥末籽粉碎,炒拌,静态蒸馏,取 其精油,然后再用植物油勾兑;另一种是将芥末籽 粉碎,经水发制,放在带搅拌及冷凝器的不锈钢反 应釜中动态水蒸汽蒸馏,馏出物用植物油萃取,精 制后即为成品. 由天然制取的芥末精油与植物油调配,可生 产出我们餐桌上常见的芥末油.其具体配方是植 物油99,芥末精油1左右. 主要生产设备有恒温水浴锅,磨碎机,蒸馏 器,油水分离机,浸泡容器,调配容器,灌装机,贴 标机. 其生产工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 为: 芥末籽一浸泡一粉碎一调酸一水解一蒸馏一 分离一芥末精.油一调配一灌装一成品. 3.2化学合成方法 异硫氰酸烯丙酯是芥子油的主要有效成分, 在食品,化工,医药和农药等行业中有着广泛应 用. 以芥末籽或辣根为原料,采用天然提取异硫 氰酸烯丙酯的办法具有能耗大,产率低,成本高, 难以形成规模生产的缺点.近年来,国内开发了 异硫氰酸烯丙酯的人工合成工艺口?,即采用硫氰 酸盐与烯丙基卤的液固非均相反应,通过常压蒸 馏提纯法直接合成目标产品.该法原料易得,工 艺简单,产品纯度高;但其反应时间长,产率低,后 处理困难.因此须在原合成工艺的基础上加入有 机溶剂,使硫氰酸盐与烯丙基卤发生均相反应,最 后以减压蒸馏法收集产品,达到了缩短反应时间, 提高产率,降低成本的目的. 具体合成方法是:以硫氰酸钠,烯丙基氯,无 水乙醇(均为化学纯试剂)为原料,并发生下面的 化学反应: NaSCN+CH2一CH—CH2一Cl——CH2一 CH—CH2一NCS+NaCl 具体实验方法是:在装有温度计,恒压滴液漏 斗,回流冷凝器和搅拌装置的四口瓶中,加入一定 量的硫氰酸钠和无水乙醇,搅拌并加热到一定温 度时,滴加烯丙基氯,约0.5h滴完.保持反应液 温度在60,65?下继续反应0.5h.冷却,过滤, 滤饼用少量乙醇洗涤,弃去氯化钠,合并滤液和洗 液,常压蒸馏回收烯丙基氯和溶剂.最后减压收 集馏分即得产品,并用化学分析法测定产品的纯 度?引. 4异硫氰酸烯丙酯的主要功效及其 毒副作用 4.1食品调昧剂 异硫氰酸烯丙酯(AITC),1959年从异硫氰 酸酯中分离出来,并指定为新的食品调味料[1引. AITC主要用于配制香辛料和芥子型香精,供泡 菜,罐头,沙司,调味品等用,还作为食品添加剂用 在肉制品,饮料,冰激凌,糖果,焙烤食品,腌制品 中. 异硫氰酸烯丙酯作为一类用途广泛的增味 剂,防腐剂和食品调味料,在食品家族中倍受青 睐,特别是在国外,芥末是西餐的必备佐料,是极 好的调味品}芥末油大量用于肉类烧烤的调味;酱 油中加入微量芥末油,能达到增香和防腐的目 的].芥末油,青芥辣是凉拌菜,生食海鲜,马肉 第4期专论综述异硫氰酸烯丙酯的常用制法及其主要功效23 等常用的佐料;冲菜因具有冲鼻的辛辣味而得名, 由大叶芥菜加工制成,是湖北远安县的传统名肴. 4.2医疗功效 我国传统的中医理论认为异硫氰酸烯丙酯具 有消炎止痛,通利内脏,温和开胃,发汗散寒,化痰 利气,增进食欲,促进消化等功效[1引.AITC在我 国用于治疗中风,痉挛等,常制成敷药用于风湿病 神经痛.白芥则广泛应用于中药以及作为泡茶的 调味料,临床上常用于消毒去肿及祛痰等.芥末 油内服能刺激胃粘膜,引起胃部温暖感,增进消化 液的分泌,发挥药效;而外用则宜用生品芥末籽研 磨,酌加酒,醋,温水等调敷.芥末的性味辛温,有 良好的宜气化痰,温中散寒,通络止痛之功能.异 硫氰酸烯丙酯具有独特的刺激性和香辛辣味,可 刺激胃液分泌,增进食欲,具有帮助人体消化和通 窍的作用,极受人们青睐. 4.3抗癌作用 7项AITC与癌症关系的前瞻性研究中,有5 项报道一种或多种芸薹属蔬菜的消费与癌症危险 呈负相关,研究的55项病例中有37项(70)也 表明了这一负相关关系;美国国家科学研究委员 会对2O多种天然和合成AITC预防癌症的发生 的能力进行了研究,因此推荐增加这些蔬菜的消 费.流行病学的研究也表明这些蔬菜的大量消费 显着降低恶性肿瘤的发生.AITC是食物的成 分,又在一定条件下呈现明显的抗癌作用,是一类 很有使用前景的食用物质. 4.4抑菌防腐功效 很早以前人们就在生产中发现芥菜籽,辣根 等植物具有抑菌作用,现代研究发现抗菌的有效 成分是具有辛辣风味的异硫氰酸烯丙酯.最早发 现具有抑菌性能而应用最广的是芥菜籽.0.04 浓度的芥子油可以在30min内杀死霍乱菌,1h 内杀死伤寒菌,3h杀死赤痢菌.典型的例子是将 芥菜籽研磨成粉,与鲜鱼拌后放在密封的容器里, 可保存鲜鱼4”~5d不腐败;椰子种子在贮藏中用 芥菜籽提取物0.07g/L浸没种皮,能杀灭进入内 部的病源性霉菌,但又不影响椰子种子本身的生 长,5d后霉菌发生率仅在5以下,而未经芥菜籽 提取物处理的椰子种子霉菌发生率在5O左右. 在国外,异硫氰酸烯丙酯除了作为调味料外, 还是一种广受关注的食品防腐剂[1.研究表明, 异硫氰酸烯丙酯具有广谱的防腐抑菌性,对细菌, 酵母和霉菌都具有很强的抑制作用.前几年日本 及欧洲的一些国家发生了严重的食物中毒事件, 后来证明为EscherichiacoliO157:H7所致,而异 硫氰酸烯丙酯就对该致病菌有很好的杀灭效 果?].使用0.1的苯甲酸钠并不能防止苹果汁 的腐败?,二氧化硫或亚硫酸盐虽有作用,却会 留下不愉快的气味,但将异硫氰酸烯丙酯与苯甲 酸钠一起使用,两者用量均在0.1以下,却能很 好的解决果汁腐败的问题[2...还有报道说, 100L酒中只用1kg芥子油(10的乙醇溶液), 就可保证酒在凉爽状态下贮存半年,在果汁中添 加O.0001异硫氰酸烯丙酯,贮存13个月,汁液 质量仍符合高等级的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 口h纠.所以近年来国 外对于异硫氰酸烯丙酯的抑菌性能进行了大量的 研究,并尝试将其应用于食品包装中[z33. 4.5土壤消毒功效 溴甲烷自2O世纪4O年代开始应用以来,一 直是世界上应用最广泛的熏蒸剂.其广泛应用于 土壤消毒,仓库消毒,建筑物熏蒸,植物检疫,运输 工具消毒等.但是溴甲烷是一种破坏臭氧层的物 质,根据《蒙特利尔议定书哥本哈根修正案》,发达 国家于2005年1月1日淘汰使用,发展中国家将 于2015年1月1日淘汰使用[24,25]. 最近发现,异硫氰酸烯丙酯具有良好的杀虫, 杀菌,杀线虫,除草效果.美国约旦农业公司将异 硫氰酸烯丙酯登记为土壤消毒剂,商品名Dazi— tol.Dazitol是一种由红辣椒和芥末提取的混合 物.据该公司介绍,用于土壤处理,可有效杀灭或 抑制土壤中的线虫,有害昆虫,病原菌以及杂草. 4.6异硫氰酸烯丙酯的毒性及其在人体内的代 谢 异硫氰酸烯丙酯纯品属中等毒类,吸人可出 现流泪,头痛,咳嗽,呕吐,支气管炎等;高浓度时 可引起肺水肿;有致敏作用,长期直接接触,可引 起弥浸性湿疹.过量食人可致呼吸中枢及血管中 枢麻痹,消化器官的过渡刺激也会引起胃肠炎,通 过尿中排泄可引起肾炎,并可引起甲状腺肥大等 病症出现.一般情况下,食品毒理学警示芥子油 致死量为0.12mL/kg体重,在芥末食品中的异硫 氰酸烯丙酯含量为0.1左右时,该食品致死量 为12g/kg. 24中国调味品总第350期 异硫氰酸烯丙酯在很多国家被列为受限制进 口物质.但是,食物,毒物,药物并无绝对界限,关 键取决于其用量.AITC含量高,对人体和动物 都是有毒的,但在一定范围内对人体是有利的,而 且是风味调味剂.AITC的FEMA(mg/kg):软 饮料0.02--~0.05;冷饮0.50;糖果0.50;烘烤食 品5.2,被列入公认安全物质GRAS(FDA, ?182.20,1994)范围,但IFRA中未做评价. AD10,0.12(FDA/WHO,1994), LD50310mg/kg(大鼠,经口).因此作为辛辣制 品摄人人体内的异硫氰酸烯丙酯是非常安全的. 5结论 芥末调味品在中国乃至世界的调味品中都占 有极其重要的地位,没有了芥末在食品中的应用, 我们的饮食就不会那么多姿多彩.因为芥末调味 品中的主要呈味成分——异硫氰酸烯丙酯的医疗 功效,防腐抑菌和抗癌作用,我们不仅可以品尝到 丰富的口味,而且能对身体起到保健作用,事半功 倍.随着世界经济的快速发展,人们对食品口味 的要求也会越来越高,异硫氰酸烯丙酯也必将会 有更广阔的发展前景. 参考文献: [13裴静.日本青芥辣酱膏的制作技术[J].食品科技, 2001(5):34—36. [23明景熙.国产.芥末酱”的生产工艺[J3.江苏调味副 食品,2001(3). [31ShahidiF.GabonJE.Fateofsinigrininmethanol}am- moniafwater—hexaneextraction0fB.junceamustard seed[J].JournalofFoodScience.1990,55(3):793--795. [4]PechacekR,VelisekJ,HrabcovaH.Decomposition productsofallylisothiocyanateinaqueoussolutions [J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry, 4588. 1997,45(12)l4584— Es]肖华志,牛丽影,廖小军,等.芥末油,青芥辣,冲菜的 挥发性风味成分的SPME/GC/MS测定[J].中国 调味品,2004(6):42—45. [6]姜子涛.芥末中的含硫化合物[J1.食品饲料添加荆信 息,1998(6):6-8. [73姜子涛,李荣.调味芥末油的加工工艺[J].食品与机 械,1990(4)l19—20. [83赵江,谢可伟,张泽生.芥末油加工工艺[J].中国调味 品,1991(4):25. [93姜子涛,罗辉,吴月英,等.调味芥末油中异硫氰酸酯 的测定[J].食品研究与开发,1995,16(1);17—20. [1O]丁纯孝,等,食品添加剂便览(日)[J].商业部科技 司,1983. 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