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食品中的糠醇值得关注吗? 1

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引言:

食品中的糠醇是否值得关注是一个备受讨论的话题。糠醇,作为一种在自然界中存在的有机化合物,广泛用于食品工业中作为香料和防腐剂。然而,随着食品安全意识的提高,人们对其在食品中的含量及其潜在影响产生了更多的关注。本文将探讨糠醇在食品中的来源、作用,帮助消费者和专业人士更好地了解这一常见但复杂的食品成分。


简介:

糠醇,英文名称:furfuryl alcohol,CAS:98-00-0,分子式:C5H6O2,外观与性状:透明黄色液体。糠醇是一种具有独特风味和香气的有机化合物。糠醇是天然存在的吗?糠醇天然存在于某些类型的水果、茶、咖啡和可可中(欧洲委员会,2011年),也存在于许多食品中,主要是由于食品加工、储存或老化,或在调味剂中添加糠醇。


1. 生产方法和工业用途

1)生产

糠醇的工业生产是通过糠醛加氢而实现的。气相反应和液相反应均有使用,但目前除中国外,在常压下采用的气相反应最为广泛(Chen 等,2002;Hoydonckx,2007;ITC,2012)。糠醛含有两种活性基团——羰基和碳碳双键;前者加氢可得到糠醇,后者加氢可得到四氢糠醛。糠醛羰基的催化加氢需要异相或均相催化剂。异相铜铬酸盐催化剂已在工业规模上应用了六十多年(Villaverde 等,2013);然而,铬铁矿的毒性和致癌性(IARC,1990 年;Chen 等人,2002 年)以及失活的铜铬酸盐催化剂带来的环境问题促使人们开发了其他以铜、镍、钌、铂和钯等为基础的催化剂。也有报道描述了通过双异质催化剂系统从木糖生产糠醇 (Perez & Fraga, 2014; Cui 等, 2016)。人们已经探索了通过微生物转化糠醛生产糠醇的潜力,将其作为一种替代方法;然而,这种方法的研究仍然相对不足,应用也不是很广泛 (Mandalika 等, 2014)。


2)工业用途

根据美国国家毒理学计划 (NTP) 的说法,“呋喃、糠醛和糠醇是具有重要商业价值的化合物,产量巨大,并且具有多种工业用途。糠醇用于多种工业和制造工艺,具有相当大的职业暴露潜力。糠醇基树脂在铸造砂中用作粘合剂,在砂浆、灌浆和水泥中用作缓蚀剂。由于其耐热性,呋喃树脂被用于制造玻璃纤维增强塑料设备。接触最多的职业包括木工、瓷砖铺设、金属成型和铸造,这些职业中的工人会通过使用含有糠醇基树脂的水泥浆、砂浆和呋喃树脂砂接触这些物质,以及在包装和灌装机操作中接触溶剂中的糠醇。


2. 食品中的糠醇

尽管人类可能通过工业应用接触糠醇,但更广泛的人群通过食物接触糠醇。哪些食物中含有糠醇?食物中的糠醇要么是天然存在的,要么是人为行为的结果,例如在烤面包或烘焙咖啡时,通过美拉德反应产生糠醇。糠醇已被发现存在于小麦和白面包、脆面包、咖啡、红茶、微生物发酵茶、大豆、新鲜李子、加热豆类、米糠、榅桲、麦芽、泥煤麦芽、波旁香草、野生稻、发酵虾、烤杏仁、煮熟的苹果、苹果汁、烤大麦、豆类、牛脂、罐装炖牛肉、啤酒、白兰地、可可、可可豆、咖啡、烤咖啡、烤榛子、蜂蜜、加热脱脂牛奶、干蘑菇、烤洋葱、黄西番莲、烤花生、菠萝、爆米花、薯片、烤芝麻和其他食物中。IV.安全和健康问题


3. 食品工业中的益处和应用

糠醇可能是最令人兴奋的食品添加剂之一,因为它在天然食品的发酵、陈化、腌制和熏制过程中自然产生。

3.1 糠醇在食品保存中的作用

1)抗菌活性

研究表明,糠醇衍生物可能具有抗菌和抗真菌特性。糠醇可能对各种细菌、酵母菌和霉菌有效。这使得它成为延长食品保质期的有价值的工具。


2)协同作用

糠醇常与其他防腐剂(如山梨酸)协同作用,以增强其有效性。这允许使用较低浓度的每种化合物,潜在地减少对风味和安全的总体影响。


3.2 风味和香气增强

1)焦糖和咖啡味

糠醇是焦糖和咖啡味的主要成分,存在于各种食物中,尤其是烘焙食品。


2)水果和香料

它还可以根据环境增加某些食物的水果味和辛辣味。


4. 环境和食品基质中糠醇的分析

下表总结了环境和食品基质中糠醇的代表性分析方法。一般来说,气相色谱-质谱法 (GC-MS) 因其灵敏度较高而更受青睐。热解吸法与 GC-MS 或气相色谱-紫外光谱法 (GC-UV) 相结合已用于分析吸附在室内灰尘颗粒上的糠醇。从食品基质中提取糠醇(色谱分析前)可采用不同的方法,即溶剂萃取、固相萃取、同时蒸馏萃取和固相微萃取。顶空-固相微萃取法有利于分析糠醇等挥发性化合物。

5. 未来趋势和研究方向

糠醇是一种来自生物质的多功能生物基化合物,在各个行业的创新应用正在激增。

糠醇基聚合物的发展是一个令人兴奋的趋势。这些生物衍生的聚合物为传统的石油基塑料提供了一种更可持续的替代品,有可能减少塑料行业对环境的影响。此外,糠醇在各种应用中被用作溶剂,包括生产涂料,粘合剂,甚至制药。它能够溶解广泛的材料,使其成为各种工业过程的有价值的工具。

糠醇的新兴研究领域集中于进一步扩大其潜力。探索其作为平台分子用于高价值化学品和药物的合成是一个有前景的途径。此外,研究从可再生资源中高效和可持续生产糠醇的方法对其长期可行性至关重要。随着研究的进展,糠醇将在可持续和环境友好型材料和技术的开发中发挥越来越重要的作用。


6. 结论

综上所述,食品中的糠醇确实值得关注。尽管它在食品工业中作为香料和防腐剂发挥着积极作用,但其潜在的健康影响仍需进一步研究。消费者应保持警惕,了解食品成分,并尽量选择天然、安全的食品。与此同时,食品安全监管机构和科学家也需持续监测和评估糠醇的使用和安全性,以确保公众健康。


参考:

[1]https://ntp.niehs.nih.gov/sites/default/files/ntp/htdocs/

[2]https://www.burdockgroup.com/because-of-its-near-ubiquity-in-food-california-must-set-a-realistic-safe-harbor-level-for-furfuryl

[3]https://casetext.com/analysis/california-proposition-65-actions-expected-to-target-furfuryl-alcohol-in-food-and-beverages-1

[4]Grosse Y, Loomis D, Guyton K Z, et al. Some chemicals that cause tumours of the urinary tract in rodents[J]. The Lancet. Oncology, 2017, 18(8): 1003-1004.

[5]https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/furfuryl-alcohol

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