聚甘油脂肪酸酯是一种绿色、安全、多功能的非离子乳化剂，被联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)，以及欧盟、美国、日本、中国等审定批准用作食品添加剂。聚甘油脂肪酸酯是由脂肪酸及其衍生物与聚甘油反应制得，原料来源于天然可再生资源，可完全生物降解，由于其优异的乳化、泡沫、结晶调节及抑菌性能，广泛用于食品、医药及化妆品等直接关系到国民健康的行业及其他工业领域。聚甘油脂肪酸酯的化学结构和理化性质与聚甘油的聚合度、脂肪酸种类及酯化度有关，其中：聚甘油的聚合度一般为2～10；脂肪酸的碳链长度一般为6～18，而且碳链可以是饱和或者不饱和的，也可以是直链或者带支链的；另外，羟基的酯化度可为单酯、双酯以及多酯等，从而可以得到一系列结构多样、性质各异的聚甘油脂肪酸酯类乳化剂，可以满足多种应用需求。本文主要概述聚甘油脂肪酸酯的合成方法、性质以及应用研究进展。

聚甘油脂肪酸酯的合成

聚甘油脂肪酸酯可以通过聚甘油的一个或者多个羟基与脂肪酸的酯化反应来合成，也可以通过聚甘油与油脂或脂肪酸甲酯的酯交换反应来制备。

1.1 化学法合成

目前，工业上普遍采用化学法合成，即由脂肪酸及脂肪酸的衍生物(油脂、脂肪酸酯等)在酸或碱催化剂存在下与聚甘油进行反应制备。周星分别以月桂酸和癸酸为原料，氢氧化钠作为催化剂，反应温度220 ℃，在氮气保护条件下，采用直接酯化法与聚甘油反应合成月桂酸聚甘油酯和癸酸聚甘油酯。Usha等以由棉籽油和蓖麻籽油水解而得的脂肪酸与聚甘油在230～235 ℃条件下进行酯化反应制备聚甘油脂肪酸酯。Shikhaliev等分别采用己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸为原料，经甲酯化制备相应的脂肪酸甲酯，再与聚甘油(平均聚合度为5)在碱催化剂作用下进行酯交换反应制备一系列不同碳链长度、不同酯化度的聚甘油脂肪酸酯。所用碱催化剂有氢氧化钠、碳酸钠、甲醇钠、氢氧化钾和碳酸钾等，其中甲醇钠催化效果最好。根据脂肪酸碳链长度不同，酯交换反应的温度为180～220 ℃。

前述以无机碱或酸作为催化剂的均相催化反应存在以下几个方面的问题：1)工艺反应温度高(通常在200 ℃以上)，能耗高，对设备要求高，同时导致最终产品通常有令人不愉快的颜色、气味等，限制了聚甘油脂肪酸酯在食品、个人护理用品等领域的应用。2)由于催化剂选择性低，副产物多，而且为了获得有价值的低酯化度的产物，需要加入大大过量的聚甘油，导致分离提纯的难度大。此外，生产过程会产生大量的废弃物，因为必须中和作为催化剂的无机酸或碱，通常需要加漂白剂和吸附剂以除去最终产品的不良色泽和气味。

开发新型、绿色的催化剂是近年来研究的热点，如固体非均相催化剂，可克服副反应多、能耗大、资源浪费、环境污染等缺点，具有高效、可重复利用等优势。聂蓉蓉研究了4种固体催化剂(KOH/MgO、NaOH/MgO、KOH/Al2O3、NaOH/Al2O3)，用于中碳链脂肪酸聚甘油酯的合成，经筛选得出KOH/ Al2O3的催化效果最好，且催化剂可重复利用，开发了聚甘油脂肪酸酯的绿色合成工艺，减少了对环境的污染。Márquez-Alvarez等提出基于MCM- 41和其他介孔结构的固体催化剂是用于大规模生产聚甘油脂肪酸酯及其他多元醇脂肪酸酯类乳化剂更有效的新方法，具有很强的研究意义和经济价值。另外，邹强采用离子液体[HSO3-pmim]+[HSO4]-作为催化剂，催化三聚甘油和中碳链脂肪酸进行酯化反应合成中碳链脂肪酸三聚甘油酯，催化性能好，而且重复利用5次之后反应体系的酯化率仍然保持在90%左右，具有良好的重复使用性能。

1.2 酶催化法合成

固体催化剂和离子液体等新型催化剂具有良好的催化性能且可重复使用，应用前景良好，但是应用于合成聚甘油脂肪酸酯的酯化反应仍然需要200 ℃以上的反应温度，高能耗、最终产品的色泽气味等问题并没有得到很好的解决。近年来，酶催化法合成聚甘油脂肪酸酯受到全世界的广泛关注，该方法反应条件温和(反应温度通常低于100 ℃)，酶催化剂具有很高的选择性，副反应少、产品质量好、安全性高。

肖伊莎等以工业油酸和低聚甘油为原料，经磷脂酶A1催化酯化制备低聚甘油脂肪酸酯，反应温度45 ℃，加酶量1.6%(占底物总质量)，加水量4%(占底物总质量)，底物摩尔比1∶1，反应时间12 h，酯化率可达56.6%。Wan等以脂肪酶Lipozyme 435作为催化剂，在无溶剂体系中催化油酸和低聚甘油进行酯化反应制备低聚甘油脂肪酸酯，反应时间4.5 h，反应温度90 ℃，酶用量2%(占底物总质量)，酯化率可达95%以上。Peng等分别采用长碳脂肪酸、中碳脂肪酸和短碳脂肪酸为原料，使用脂肪酶Lipozyme 435作为催化剂，在无溶剂体系中与聚甘油进行酯化反应制备不同碳链长度的聚甘油脂肪酸酯，反应温度约为84 ℃，反应时间6 h，酯化率67%～72%。Wang等采用月桂酸甲酯与十聚甘油通过脂肪酶(novozym 435)催化进行酯交换反应，制备十聚甘油月桂酸酯，反应温度为65 ℃，最优条件下月桂酸甲酯的转化率为84.4%。

聚甘油脂肪酸酯的性质

2.1 安全性

1978年联合国粮农组织、世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)制定了聚甘油脂肪酸酯的每日允许摄入量(ADI值)为25 mg/(kg体质量)。2017年，欧洲食品安全局(EFSA)食品添加剂专家组对聚甘油脂肪酸酯作为食品添加剂的安全性重新进行了评估....