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D-异抗坏血酸钠的应用

发布日期:2019/4/29 10:13:25

背景及概述[1]

D-异抗环血酸(Erythorbicacid,EA),又名赤藻糖酸或阿拉伯抗坏血酸,是L-抗坏血酸钠的一种旋光异构体,简称异Vc。D-异抗环血酸及其钠盐(Sodiumerythorbate,EN)具有很强的还原性,防腐抗氧的效果大大优于维生素C,对热的稳定性也比维生素C强,而价格只有维生素C的1/2。异抗坏血酸及其钠盐是安全、有效的食品添加剂,广泛应用于各类食品中。

异抗坏血酸钠为白色或微黄色针状晶体,无臭,味略咸,在空气中较稳定,遇光色渐变暗,在水中易溶,在甲醇、已醇中微溶解。D-异抗坏血酸钠的制备方法主要有间接发酵法、直接发酵法和酶法。目前工业生产上采用间接发酵法即发酵与合成相结合进行生产。

结构

应用[2]

1. 在食品工业中的应用

异抗坏血酸及D-异抗坏血酸钠是安全、有效的食品添加剂,可用于糕点、面包之类粮食制品以及香肠、火腿肠之类肉制品中作抗氧保鲜剂。在肉类(如火腿肠、腊肉、香肠、熏肉等)、水产品、蔬菜的腌制过程中添加D-异抗坏血酸钠,可以代替硝酸盐发色,还能能防止亚硝酸胺类致癌物质的产生,可以抑制各种细菌的生长,改善食用制品的外观、色泽、风味。在水果、蔬菜保鲜方面,可以抑制果蔬本身的氧化酶类的活性,故能防止果蔬褐变现象的发生。

1)在腌制品中的应用:在肉制品或蔬菜制品的腌制过程中,其发酵过程中很容易产生亚硝酸盐类物质,人们经常食用含有亚硝酸盐类的酸菜很容易致癌。有研究表明,目前已发现多种天然的或合成的食品中的组分对亚硝胺的形成有重要影响。抗坏血酸是最大的阻断者(阻断率能达到90%),其次是异抗坏血酸,由于异抗坏血酸的价格低于抗坏血酸,且抗氧化效果好,较常采用。

在酸菜的腌渍过程中通过浸泡或喷洒的方式添加异抗坏血酸能有效地抑制亚硝酸盐的形成。将异抗坏血酸添加到肉制品中,能使发色剂亚硝酸盐产生更多氧化氮,可将正铁肌红蛋白还原为肌红蛋白,进而结合成红色的亚硝基肌红蛋白,防止肉氧化变味,减少亚硝胺的产生,效果较为理想。同时异抗坏血酸也具有加强亚硝酸钠抗肉毒杆菌的效果。

2)在果蔬加工中的应用:有报道将D-异抗坏血酸钠用于辣椒和黄瓜的保鲜。用异抗坏血酸钠溶液浸泡或喷洒到黄瓜上,室温下可保鲜20d左右也有研究表明,抗坏血酸对梨也有很好的保鲜护色效果。

3)在肉制品水产品中作为护色剂的应用:在肉制品的加工中,常加入亚硝酸盐作为发色剂,可于亚硝酸盐对人体有害,许多厂家会加入天然红曲红色素作为肉制品着色剂,但使用红曲红着色的肉制品容易因光照和氧化作用而褪色。对低温肉制品的护色剂进行了研究,实验结果表明,D-异抗坏血酸钠与茶多酚、柠檬酸、植酸组成的复合护色剂对低温肉具有良好的护色效果。

章鱼在加工过程中由于加热、美拉德反应、脂肪氧化等易引起变色反应,但用0.3%的异抗坏血酸钠处理,在加工和冷藏过程中其色泽没有明显的变化。这对于章鱼深加工,促进出口,满足国外客户的要求和增加渔民的收入都具有积极的意义。

4)在啤酒、饮料中的应用:异抗坏血酸及D-异抗坏血酸钠作为抗氧剂在饮料啤酒等中应用广泛,在食品饮料中,它可根除食品饮料的变色、异味和混浊等不良现象,解决饮料口味欠佳的问题。在啤酒中能去除陈腐气味,增强啤酒风味稳定性,给啤酒提供多重的抗氧化保护,延长啤酒的保质期。

5)在米面制品中的应用:鲜面条放置时会发生褐变,异抗坏血酸可以明显降低面条的褐变速率,而且对于改善面条的品质方面也起到了积极作用,不失为一种好的面条添加剂。

6)在油脂中的应用:由于异抗坏血酸及D-异抗坏血酸钠是水溶性的,脂溶性较差,在油脂的抗氧化方面的应用受到一定的限制,但与一些脂肪酸形成脂肪酸酯后,脂溶性的问题得到解决且抗氧化性能变化不大,如添加0.044%异抗坏血酸豆蔻酸酯到菜籽油中能起到很好的抗氧化性能力。

2. 在其他方面的应用

1)在医药方面:异抗坏血酸具有降血压、利尿、肝糖原生成、色素排泄、解毒等作用,可用于肝胆显像或骨骼显像;可由于肾结石的治疗;可作为药品、药品或卫生用品的辅助材料。

2)在化工方面:异抗坏血酸可以稳定化学反应的及缓和反应速率,可作为化工原料的稳定剂,除氧、抗蚀和除垢溶剂的重要组分,油田地层酸化处理的化学添加剂,电解、电镀中的电解质;可用于金属微粉的生产和贵重金属的回收和一些高分子聚合物的制取;异抗坏血酸有脱臭效果可用作脱臭剂,可用于处理纸浆和吸附空气的臭味。

3)其他方面:此外,在农业、军工、纺织、摄影、勘探等方面也有应用。在纺织工业中,用异抗坏血酸预处理将印染的纺织物,可使纺织物的白色部分免受污染;在兵器工业中,在炸药或弹药中添加异抗坏血酸,可以改变炸药和弹药的性能;在建材工业中,异抗坏血酸可以用来处理未凝固的混凝土。

制备[1]

制备D-异抗坏血酸钠的制备方法,具体步骤为:

1)菌种发酵

按照8-12%的接种量将所述粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)SDSPY-136菌株的种子液接种到发酵培养基中,在29-31℃、400-600r/min条件下发酵培养30-40h,得到2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液;

2)发酵液预处理

所述2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液离心后所得清夜中加入浓硫酸,然后在50-95℃的水浴条件下,向酸化后的清夜中加入活性炭,搅拌脱色;脱色后滤除活性炭,所得滤液过阳离子交换树脂柱,由阳离子交换树脂柱除杂后收集的处理液减压蒸馏,得固形物含量为70-90%得2-酮基-D-葡萄糖酸浓缩液;

3)甲酯化反应

向所述2-酮基-D-葡萄糖酸浓缩液中加入甲醇,并以硫酸作为催化剂,于60-100℃反应5-10h,反应完毕,浓缩、4℃下结晶,抽滤并烘干得2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯盐;

4)转化反应

将所述2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯盐加入甲醇中溶解,然后加入甲醇-氢氧化钠混合液,在55-70℃下,反应13-20min,然后于4℃下放置结晶,抽滤得D-异抗坏血酸粗钠盐;

5)D-异抗坏血酸钠的精制

所得D-异抗坏血酸粗钠盐溶于水中,加入活性炭和草酸,加热至50-70℃,保温搅拌3-8min,然后趁热抽滤得滤液;所得滤液冷却、结晶、抽滤并用90-100%乙醇洗涤后干燥得D-异抗坏血酸钠产品。

含量测定[3]

1)色谱条件与系统适用性试验:

安捷伦1260Infinity型高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);安捷伦二极管阵列检测器;色谱柱:PROSHELL120EC-C18(3.0×50mm2.7Micron);流动相:浓度0.8%,pH为4.0的磷酸二氢钾溶液-甲醇,两组分体积比为(80∶20);

2)检测波长的选择

精密称取D-异抗坏血酸钠对照品3mg,置于100mL容量瓶中,加纯净水充分溶解,并稀释至刻度,摇匀,过滤,作为对照品溶液。用安捷伦自动进样器精密吸取5μL注入液相色谱仪,由安捷伦二极管阵列检测器得该成分的色谱图和紫外光谱图。由色谱图和紫外光谱图结果可知,该成分含量测定检测波长选为240nm。

3)对照品溶液的制备

精密称取D-异抗坏血酸钠对照品3mg,置于100mL容量瓶中,加纯净水充分溶解,并稀释至刻度,摇匀,过滤,作为对照品溶液。

4)绿茶D-异抗坏血酸钠含量测定溶液制备

取待测绿茶样品10g,置于100mL容量瓶中,加纯净水充分溶解,并稀释至刻度,摇匀,过滤,取滤液作为供试品溶液。

5)测定

分别精密吸取绿茶待测样品溶液和对照品溶液各5μL注入高效液相色谱仪,记录色谱图;按外标法分别以峰面积计算样品中D-异抗坏血酸钠的含量,结果为21.191mg/L。

主要参考资料

[1] CN201610145661.2一种间接制备D-异抗坏血酸钠的方法

[2] D-异抗坏血酸的生产应用现状及前景

[3] CN201310478788.2一种D-异抗坏血酸钠的含量检测方法