Hızlı Arama
Giriş
E492, sorbitan tristearat (STS) olarak da bilinen, sorbitanın (susuz sorbitol) üç molekül stearik asit ile tam esterleştirilmesiyle üretilen iyonik olmayan bir emülgatördür. Üç serbest hidroksil grubuna sahip olan E491'den (sorbitan monostearat) farklı olarak, E492'de üç hidroksil grubu da esterleştirilmiştir ve serbest hidroksil grubu bulunmamaktadır. Bu nedenle molekül, yaklaşık 2,1-3,0 HLB değerine sahip son derece lipofilik bir maddedir . E492 öncelikle margarin, şekerleme yağları ve çikolatada yardımcı emülgatör ve kristalleşme düzenleyici olarak kullanılır. Ayrıca bazı fırıncılık ürünlerinde köpük giderici (köpük önleyici) ve doku düzenleyici olarak da kullanılır. E492, AB, ABD (21 CFR 172.842), Japonya ve Codex'te onaylanmıştır. Genellikle emülsiyon özelliklerini hassas bir şekilde ayarlamak için daha hidrofilik emülgatörlerle (polisorbatlar gibi) birlikte kullanılır.
CAS numarası
26658-19-5 (sorbitan tristearat). Ayrıca 9007-43-6 (mono, di ve tri içeren sorbitan stearat karışımı).
Eş anlamlıları:
Sorbitan tristearat, STS, Sorbitan trioktadekanoat, E492, Span 65 (ticari adı).
Konu Başlıkları
1. Kimyasal yapı ve kristalleşme değiştirici rolü (detaylı paragraf şeklinde)
Sorbitan tristearat, sorbitan halkasına esterlenmiş üç stearik asit zincirine sahiptir ve geriye kalan serbest hidroksil grubu yoktur. Bu tam esterleşme, molekülü polar olmayan ve son derece lipofilik hale getirir. Üç uzun doymuş zincir (her biri C18:0), katı halde sıkıca bir araya gelerek yüksek erime noktalarına (55-65°C) sahip kristaller oluşturabilir. Gıda sistemlerinde, E492 öncelikle bir emülsiyon stabilizatörü (emülgatör olmasına rağmen) olarak değil, daha ziyade bir kristal alışkanlığı değiştirici olarak işlev görür. Yağlara ve sıvı yağlara eklendiğinde, E492 büyüyen yağ kristallerinin (örneğin kakao yağı, hurma yağı, süt yağı) yüzeyine adsorbe olur ve büyüme modellerini değiştirir. İstenen kristal polimorflarının ( örneğin margarinde beta-prime) oluşumunu teşvik edebilir ve istenmeyenlerin (örneğin tanecikliliğe neden olan beta kristalleri) oluşumunu engelleyebilir. Bu durum özellikle margarinde önemlidir; burada E492, kumlu bir doku veren büyük, pütürlü kristallerin oluşumunu engeller. Çikolatada ise E492 (genellikle E476 ile birlikte) , kakao yağının beta V polimorfunu stabilize etmeye yardımcı olarak yağlanmayı önler. Yağ sistemlerinde % 0,2 - %0,5 kullanım seviyelerinde , E492 kristal boyutunu %50-70 oranında azaltır ve daha pürüzsüz, daha homojen bir doku oluşturur. Hidrofilik grupları olmadığı için E492, su-yağ emülsiyonlarını tek başına stabilize etmez , ancak diğer emülgatörler tarafından oluşturulan ara yüzey filmini güçlendirerek yardımcı emülgatör görevi görür.
2. Fiziksel ve kimyasal özellikler (liste şeklinde)
• Görünüm — Beyazdan krem rengine kadar değişen, mumsu tanecikler, pullar veya toz halinde.
• Koku — Çok hafif, karakteristik yağlı bir koku.
• Erime aralığı — 55-65°C (tam esterleşme ve üç stearik zincir nedeniyle E491'den daha yüksek).
• Çözünürlük — Yağlarda ve sıvı yağlarda çözünür (>60°C); suda çözünmez; sıcak etanol ve sıcak izopropanolde çözünür; soğuk etanol ve propilen glikolde çözünmez.
• HLB değeri — 2,1 - 3,0 (çok lipofilik; sadece su-yağ emülsiyonları için uygundur).
• Asit değeri — Maksimum 15 mg KOH/g (potansiyel serbest stearik asit nedeniyle E491'den biraz daha yüksek).
• Sabunlaşma değeri — 175-190 mg KOH/g (molekül başına üç ester bağı nedeniyle E491'den daha yüksek).
• Hidroksil değeri — 15-40 mg KOH/g (çok düşük, minimum serbest hidroksil grubu olduğunu gösterir; saf tristearat için ideal olarak sıfıra yakın).
• İyot değeri — Genellikle <5 (tamamen doymuş olan stearik asitten).
• Su içeriği — Maksimum %2 (Karl Fischer titrasyonu).
• Sorbitan içeriği — %20-25 (ağırlıkça; üç stearik asit nedeniyle E491'den daha düşük).
• Stearik asit içeriği — %75-80.
• Triester içeriği — Genellikle %60-80 (geri kalanı monoester ve diesterdir).
• Hacim yoğunluğu — 0,5 -0,7 g/cm³.
• Su ile temas açısı — Çok yüksek (>90°), bu da güçlü lipofilikliği gösterir (su tozu ıslatmaz).
3. Üretim Süreci (paragraf şeklinde)
E492, E491'e benzer şekilde üretilir, ancak reaksiyonu triester oluşumuna doğru yönlendirmek için stearik asit fazlalığı kullanılır. İlk olarak, sorbitol 200-250°C'de vakum altında sorbitana dehidrate edilir. İkinci olarak, sorbitan, alkali bir katalizör (sodyum hidroksit veya potasyum karbonat) ile 200-250°C'de vakum altında 6-10 saat boyunca büyük miktarda stearik asit (tipik olarak sorbitanın molü başına 3,5 - 5,0 mol stearik asit) ile reaksiyona sokulur. Uzun reaksiyon süresi ve yüksek sıcaklık, serbest hidroksil gruplarının çoğunu esterlere dönüştürerek tam esterleşmeyi destekler. Reaksiyondan sonra, fazla stearik asit, buhar damıtma veya vakum altında silme filmi buharlaştırma yoluyla uzaklaştırılır (veya belirli sınırlara kadar kabul edilebilir bir işlem yardımcısı olarak üründe bırakılır). Daha sonra ürün nötralize edilir, soğutulur ve boncuk veya pul haline getirilir. Kalite kontrol parametreleri arasında serbest stearik asit (<%5-10, işleme yardımcısı görevi görür ancak zararlı olarak kabul edilmez), monoester/diester/triester oranı (HPLC ile), asit değeri ve hidroksil değeri (düşük hidroksil değeri yüksek triester içeriğini doğrular) yer alır. E491'den farklı olarak, E492'de bir miktar serbest stearik aside izin verilir çünkü işlevselliği olumsuz etkilemez; hatta yağ sistemlerinde dağılımı iyileştirebilir.
4. Uygulamalar ve tipik kullanım düzeyleri (liste şeklinde)
• Margarin ve az yağlı sürülebilir ürünler — % 0,2 - %0,5 oranında yağ kristalleşmesini değiştirir; büyük, pütürlü beta kristallerinin oluşumunu önler; pürüzsüz, sürülebilir bir doku sağlar; lesitin veya E471 ile sinerjik olarak çalışır.
• Çikolata ve çikolata kaplamaları — % 0,1 - %0,3 (genellikle E476 ile birlikte) beta V polimorfunu stabilize eder; yağlanmayı (beyaz renk bozulmasını) %50-70 oranında azaltır; parlaklığı ve çıtırtıyı artırır.
• Şekerleme yağları (bileşik kaplamalar, dolgu yağları) — % 0,2 - %0,5 oranında kullanıldığında hurma yağı, shea yağı ve laurik yağların kristalleşmesini kontrol eder; tanecikli yapıyı ve yağ ayrışmasını önler.
• Dondurma — % 0,1 - %0,2 oranında hacim artışını iyileştirir ve buz kristali oluşumunu azaltır; sinerjik stabilizasyon için genellikle E433 (polisorbat 80) ile birlikte kullanılır.
• Pişirme için kullanılan katı yağlar — % 0,2 - %0,4 oranında kullanıldığında krema kıvamını iyileştirir; daha ince yağ kristali yapısı sağlar; daha homojen pişmiş ürünler elde edilmesini sağlar.
• Fermantasyon ve gıda işlemede köpük önleyici madde — %0,01-0,05 oranında kullanıldığında maya üretiminde, bira yapımında ve meyve suyu işlemede köpüğü kontrol eder; hidrofilik gruplar içermediği için E491'den daha etkilidir.
• Tava ayırıcı maddeler (pişirme için yapışmaz spreyler) — Yağ bazlı spreylerde % 0,3 - %0,7; mükemmel yapışmazlık özelliği sağlar; dumanlanma noktası düşüşünü azaltır.
• Salata sosları (yağ içinde su bazlı çeşitler) — % 0,1 - %0,3 oranında kullanıldığında, sürekli yağ fazındaki su damlacıklarını stabilize eder; faz ayrışmasını önler.
• İlaç ve kozmetik uygulamaları (gıda dışı) — Tablet yağlayıcı, emülsiyon stabilizatörü ve kıvam arttırıcı olarak kullanılır.
5. Stabilite, uyumluluk ve depolama (paragraf şeklinde)
E492, tamamen doymuş yapısı nedeniyle son derece stabildir. 30°C'nin altında, ışıktan ve nemden uzak, kapalı ve kuru kaplarda saklandığında 24 ay veya daha uzun raf ömrüne sahiptir. Doymamış emülgatörlerin aksine, oksitlenmez veya bozulmaz (iyot değeri <5). E492, 200°C'ye kadar ısıya dayanıklıdır; 220°C'nin üzerinde bozunmaya başlar ve serbest yağ asitleri salarak kararmaya ve istenmeyen kokulara neden olur. pH 3-9 aralığında stabildir; pH <3'te yavaş hidroliz meydana gelir (ancak monoesterlere göre çok daha yavaştır çünkü triesterlerde hidrolizi başlatacak serbest hidroksil grubu yoktur). pH >9'da, özellikle yüksek sıcaklıklarda, sabunlaşma hızla gerçekleşir. E492, diğer emülgatörler, yağlar, sıvı yağlar, proteinler ve karbonhidratlar dahil olmak üzere tüm yaygın gıda bileşenleriyle uyumludur. Özellikle E491 (sorbitan monostearat) ve E433 (polisorbat 80) ile uyumludur; E491 ve E492'nin farklı HLB değerlerine sahip olması ve birbirlerini tamamlaması nedeniyle bu üçü genellikle "emülgatör sistemi" olarak birlikte kullanılır. E492, güçlü oksitleyici maddelerle uyumlu değildir. En iyi dağılım için, E492, eklenmeden önce 65-75°C'de yağ fazıyla birlikte eritilmelidir. Doğrudan soğuk suya veya soğuk yağa eklemeyin - çözünmez. Kuru toz halinde E492 tozlu olabilir; kullanım sırasında uygun toz kontrol önlemleri alınmalıdır.
6. Yasal Durum, Güvenlik ve Toksikoloji (paragraf şeklinde)
JECFA, sorbitan tristearat için (sorbitan monostearat ve sorbitan trioleat ile birlikte) 0-25 mg/kg vücut ağırlığı kabul edilebilir günlük alım miktarını (ADI) belirlemiştir. E491 ile aynı ADI geçerlidir. Toksikolojik çalışmalar, E492'nin serbest hidroksil grupları içermediği ve su ile hidrojen bağı oluşturamadığı için E491'den bile daha az emildiğini göstermektedir. Yutulan E492'nin %95'inden fazlası gastrointestinal sistemden değişmeden geçer ve dışkıyla atılır. Hidrolize olan (pankreatik lipaz tarafından) az miktardaki kısım ise düşük toksisiteli bileşikler olan sorbitan ve stearik asit üretir. Hayvan çalışmalarında genotoksisite, karsinojenite veya üreme toksisitesi gözlenmemiştir. Diyetin %5'i (yaklaşık 2500 mg/kg/gün) ile yapılan 2 yıllık sıçan besleme çalışmasında herhangi bir olumsuz etki görülmemiştir. AB'de azami seviyeler: Margarin ve sürülebilir ürünlerde 10 g/kg, çikolatada 5 g/kg, kaliteli fırın ürünlerinde 5 g/kg, dondurmada 5 g/kg. ABD: Emülgatör, stabilizatör veya köpük giderici madde olarak kullanıldığında, 21 CFR 172.842 uyarınca GRAS (Genel Olarak Güvenli Kabul Edilen) statüsündedir ve belirli bir limiti yoktur. E492, bazı yetki alanlarında organik gıdalarda izinlidir (organik olmayan gıdalarda kısıtlı koşullar altında izin verilir). Alerjik reaksiyonlar son derece nadirdir. E492 süt ürünü içermez, glutensizdir ve vegandır (tipik olarak bitkisel stearik asitten elde edildiğinde). E491'in aksine, E492 sorbitol hassasiyetini tetikleyebilecek sorbitol kalıntıları içermez; sorbitol intoleransı olan kişiler için tamamen güvenlidir.
7. Tanımlama ve nicelleştirme için analitik yöntemler (liste şeklinde)
• İnce tabaka kromatografisi (TLC) — Hareketli faz olarak kloroform:metanol :su (80:20:2) içeren silika jel plaka ; E492, E491'den çok daha düşük Rf değerine sahiptir (daha lipofilik); sülfürik asit püskürtme ve yakma ile görselleştirme.
• Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) — Asetonitril:tetrahidrofuran gradyanlı ve buharlaştırıcı ışık saçılımı dedektörlü (ELSD) ters fazlı C18 kolon ; monoester, diester ve triesteri ayırır; E492 baskın triester pikini (>%60) gösterir.
• Gaz kromatografisi (GC) — Hidroliz ve türevlendirmeden sonra (stearik asit için metilasyon; sorbitan için sililasyon), sorbitan:stearik asit oranını ölçer; E492'nin oranı (sorbitan/stearik asit) E491'in 1:1 oranına kıyasla 1:3'tür.
• Kızılötesi spektroskopisi (FTIR) — Karakteristik pikler: 1735 cm⁻¹'de karbonil ester (güçlü); 3400-3500 cm⁻¹'de belirgin OH piki yok (tam esterleşmeyi gösteriyor); 2850-2950 cm⁻¹'de CH.
• Hidroksil değeri titrasyonu — E491'e (235-260) kıyasla çok düşük (15-40 mg KOH/g); triester açısından zengin bileşimi doğrular.
• Asit değeri titrasyonu — Serbest stearik asidi ölçer (tipik olarak 5-15 mg KOH/g).
• Sabunlaşma değeri titrasyonu — Üç ester bağı nedeniyle E491'den daha yüksek (175-190'a karşılık 145-160).
• Su içeriği (Karl Fischer titrasyonu) — Maksimum %2.
• Erime noktası belirleme — Kılcal yöntem; tipik aralık 55-65°C (E491'den daha yüksek ve daha keskin).
• HLB hesaplaması — Sabunlaşma ve hidroksil değerlerinden: HLB = 20 × (1 - S/HV). E492 için HV çok küçük olduğundan HLB 0'a yaklaşır (hesaplanan HLB 2-3).
• Hidrofilik-lipofilik denge (deneysel) — Emülsiyon ters çevirme sıcaklığı yöntemi; HLB <3 olduğunu doğrular.
