D-異抗壞血酸鈉在食品中的應(yīng)用

#D-異抗壞血酸鈉在食品中的應(yīng)用摘要D-異抗壞血酸鈉(d-sodiumerythorbate)又名赤藻糖酸鈉，是一種廣泛用于食品中的抗氧化劑和防腐助色劑。國(guó)外在20世紀(jì)50年代便開始生產(chǎn)D-異抗壞血酸鈉，我國(guó)在20世紀(jì)八十年代才開始生產(chǎn)，我國(guó)的D-異抗壞血酸鈉的工業(yè)起步較晚，但是產(chǎn)量很高，目前已形成年產(chǎn)約600噸的量，還出口了包括美國(guó)、日本、澳大利亞等多個(gè)國(guó)家【1】，目前合成D-異抗壞血酸鈉一般采用間接合成法，即先由細(xì)菌發(fā)酵一葡萄糖產(chǎn)生一酮基——葡萄糖酸或鈣鹽再經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化而成【】。關(guān)鍵詞：異抗壞血酸鈉抗氧化劑合成工藝食品應(yīng)用引言隨著科技的發(fā)展，食品的保質(zhì)期限也越來越長(zhǎng)，目前我們所能見到的幾乎所有的食品都或多或少的具有食品添加劑。食品添加劑是為改善食品色、香、味等品質(zhì)，以及為防腐和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或者天然物質(zhì)【3】，目前我國(guó)食品添加劑有個(gè)類別，多個(gè)品種，包括酸度調(diào)節(jié)劑、抗結(jié)劑、消泡劑、抗氧化劑、漂白劑、膨松劑、著色劑、護(hù)色劑、酶制劑、增味劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、防腐劑、甜味劑、增稠劑、香料等。其中抗氧化劑是一種重要的食品添加劑，抗氧化劑是指能防止或延緩食品氧化，提高食品的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)貯存期的食品添加劑，因此抗氧化劑的正確使用不僅可以延長(zhǎng)食品的貯存期、貨架期，給生產(chǎn)者、消費(fèi)者帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，減少因?yàn)槭澄镞^期導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，還能讓消費(fèi)者的必需食物更加安全。異抗壞血酸鈉是一種重要的人工合成類抗氧化劑和防腐劑，它無毒副作用，能能防止食品中亞硝酸鹽的形成，以延長(zhǎng)食物的保質(zhì)期，通常用于各類肉類的風(fēng)干，果汁、果醬和酸奶的保存，魚類的防腐助色等，它與現(xiàn)代人類的食物息息相關(guān)。異抗壞血酸鈉的特性異抗壞血酸鈉的結(jié)構(gòu)0HO0H0H0H0HO0H0H0H其中容易脫落，置換出三個(gè)羥基中的氫，故其結(jié)構(gòu)式也可寫作異抗壞血酸鈉的理化性質(zhì)D-異抗壞血酸鈉，分子式：C6H7NaO6?H20。分子量：216.12熔點(diǎn)200°C。白色或稍帶黃色的結(jié)晶顆?；蚍勰?，無臭，稍有咸味，易溶于水（約7mL水能溶1g）,極難溶于乙醇，干燥狀態(tài)在空氣中穩(wěn)定，其水溶液遇空氣、微量金屬、熱和光容易變質(zhì)。異抗壞血酸鈉的生理作用異抗壞血酸及異抗壞血酸在降血壓、利尿、肝糖原生成色素排泄、解毒等方面有一定的作用，但是作用不大，一般來說，異抗壞血酸鈉不用于醫(yī)藥領(lǐng)域，異抗壞血酸鈉的抗壞血作用大約是異抗壞血酸的二十分之一【】。異抗壞血酸鈉的鑒別異抗壞血酸鈉含量的測(cè)定（碘量法）2.1試.劑1碘液標(biāo)準(zhǔn)溶液；硫酸％溶液，濃硫酸加蒸餾水配制成；可溶性淀粉％指示液；2.1測(cè).定2方法準(zhǔn)確稱取樣品約，加新煮沸過的冷蒸餾水和％硫酸，使其溶解，立即用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，接近終點(diǎn)時(shí)加入％淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至溶液呈藍(lán)色，內(nèi)不退為止，記下碘標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的毫升數(shù)。重金屬的測(cè)定試劑冰乙酸％溶液；硝酸鎂:1％5溶液；飽和硫化氫水（用時(shí)配制）；氨水：：溶液；酚酞％乙醇溶液；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液:按標(biāo)準(zhǔn)配制后，準(zhǔn)確稀釋1，倍使用，每毫升相當(dāng)，.，鉛。重.重測(cè).重定方.法稱取樣品（準(zhǔn)確至），加％硝酸鎂溶液，攪拌均勻，先用小火炭化，再于?°C灰化完全。加：鹽酸，蒸餾水，攪拌溶解，定量移入納氏比色管中。加酚酞指示液滴，用氨溶液調(diào)至溶液剛顯紅色后，加乙酸溶液，然后加蒸餾水稀釋至，為管。于另一個(gè)納氏比色管中，加入鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，加乙酸溶液，用蒸餾水稀釋至，為管。、管搖勻，各加飽和硫化氫水，搖勻后，在暗處放置進(jìn)行比色，管顏色不得深于管。異抗壞血酸鈉的合成工藝D-異抗壞血酸鈉的生產(chǎn)有直接法和間接法兩種，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的是間接法制備：先用細(xì)菌發(fā)酵D-葡萄糖產(chǎn)生（或鈣鹽），再經(jīng)酯化、轉(zhuǎn)化，精制而成【5,6】，其合成線路如下：發(fā)酵甲酯化NaHCO3轉(zhuǎn)化，離心D-葡萄糖f2-酮基-D-葡萄糖酸一2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯一—D-異抗壞血酸鈉異抗壞血酸鈉的實(shí)驗(yàn)室制備3.1.2所需試劑及儀器2-酮基-D-葡萄糖酸，甲醇，硫酸，碳酸氫鈉電熱恒溫水浴鍋，攪拌器，烘箱，多用水式循環(huán)真空泵，分析天平，分光光度計(jì)，抽濾瓶，漏斗，濾紙3.1.3實(shí)驗(yàn)方法【8】準(zhǔn)確稱取120g2-酮基-D-葡萄糖酸加入一定的量的甲醇，加熱攪拌使2-酮基-D-葡萄糖酸與甲醇完全溶解，然后轉(zhuǎn)入到裝有電動(dòng)攪拌器的四口瓶中，加入少量濃硫酸作為催化劑，用恒溫水浴鍋控制水浴溫度63~65°C進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，甲酯化反應(yīng)結(jié)束后，水浴溫度上升至67~69C，加入一定量的碳酸氫鈉進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，碳酸氫鈉在1h內(nèi)加完，轉(zhuǎn)化反應(yīng)完成后降溫，抽濾，濾餅用少量甲醇洗滌,烘干，即得到粗產(chǎn)品D-異抗壞血酸鈉。3.2.3粗產(chǎn)品的分析粗產(chǎn)品性狀：為灰白色或者淡黃色的粉末，無臭，易溶于水，干燥狀態(tài)能在空氣中穩(wěn)定存在。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：粗品D-異抗壞血酸鈉干含量±90%,PH：6.5~8.0；溶液吸光度：<0.83.2D-異抗壞血酸鈉產(chǎn)率和反應(yīng)速率的影響因素分析甲酯化、轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)間對(duì)D-異抗壞血酸鈉的合成影響較大【9】，如果甲酯化、轉(zhuǎn)化時(shí)間不足時(shí)，反應(yīng)不完全，產(chǎn)品的質(zhì)量和收率都會(huì)比較差，而當(dāng)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的收率影響很小，且浪費(fèi)了大量的能源，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇甲酯化時(shí)間為4h、轉(zhuǎn)化時(shí)間為2.5h,這樣既能使反應(yīng)完全，又能節(jié)能降耗【10】。由于甲酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)醇酸的配比過低時(shí)，逆反應(yīng)較多，甲酯化反應(yīng)不完全產(chǎn)品含量低、收率低，所以應(yīng)適當(dāng)提高醇酸配比，但是當(dāng)醇酸配比過高時(shí)，既浪費(fèi)了甲醇又增加了甲醇母液量，使得粗產(chǎn)品較多的溶解在母液中難以提純從而影響產(chǎn)品收率，所以醇酸最佳配比（mL：moL）為4:1111】，在轉(zhuǎn)化過程中，如果碳酸氫鈉加入量過少，反應(yīng)會(huì)難以進(jìn)行，收率低，但是當(dāng)碳酸氫鈉加入量過多時(shí)，由于未知因素反而使得實(shí)驗(yàn)變慢【12】，因此這樣既造成了碳酸氫鈉的浪費(fèi)，又增加了溶液的吸光度，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此選擇［碳酸氫鈉：2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯］控制在1.1:1為經(jīng)濟(jì)且有效的配比方案【13】。結(jié)論：本文就人工合成的抗氧化劑——D-異抗壞血酸鈉的性質(zhì)、檢驗(yàn)方法、生產(chǎn)工藝及實(shí)驗(yàn)合成做了詳細(xì)的闡釋?？偨Y(jié)D-異抗壞血酸鈉是一種無毒副作用的人工合成的抗氧化劑和食品助色劑，檢驗(yàn)D-異抗壞血酸鈉可以用碘量法或者分光光度計(jì)法，實(shí)驗(yàn)室制備D-異抗壞血酸鈉是利用2-酮基-D-葡萄糖酸經(jīng)過甲酯化得到2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯再經(jīng)碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)化，最后純化得到粗產(chǎn)品，其中需要控制一定比例的用料才能保證反應(yīng)效率最高且產(chǎn)率最高。總結(jié)與體會(huì)：通過對(duì)D-異抗壞血酸鈉的研究使我更加深入地了解了食品添加劑，讓我感受到了化學(xué)在食品中的具體應(yīng)用。而通過對(duì)其合成方法和檢驗(yàn)方法的研究使我對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有了更深入的掌握和應(yīng)用，文中引用了大量前輩們的文獻(xiàn)資料，查閱資料是一個(gè)枯燥的過程，但是當(dāng)找到了自己有用的資料后，一切都是值得的，科學(xué)研究是建立在前人的基礎(chǔ)上的，只有通過不斷搜索有用的信息，在科研中才能更加有效率，這次的論文使我認(rèn)識(shí)到了學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷找尋的過程，當(dāng)找到自己有用的東西后，找尋過程的艱辛便不那么重要了。參考文獻(xiàn)孫文敬，蔣明珠我國(guó)異抗壞血酸鈉的研究和生產(chǎn)現(xiàn)狀《微生物學(xué)通報(bào)》白照熙，張俊賢食品添加劑——異抗壞血酸鈉生產(chǎn)工藝的研究《食品與發(fā)酵工業(yè)》郝利平，夏延斌，陳永泉，廖小軍.食品添加劑.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，TOC\o"1-5"\h\z李祥.食品添加劑使用技術(shù)：化學(xué)工業(yè)出版社，：梁改芹等