葡萄糖酸钠(食品添加剂)

葡萄糖酸钠食品添加剂

葡萄糖酸钠在工业上用途十分广泛,葡萄糖酸钠可以在建筑、纺织印染和金属表面处理以及水处理等行业作高效螯合剂,钢铁表面清洗剂,玻瓶清洗剂,电镀工业铝氧着色,在混凝土行业用作高效缓凝剂、高效减水剂等。工业上一般以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料,采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸,然后再由氢氧化钠进行中和,即可得葡萄糖酸钠,也可采用电解法和氧化合成。我国大都采用化学氧化法——次溴氧化法生产合成。

中文名

葡萄糖酸钠

外文名

Gluconic acid, sodium salt

别名

D-葡萄糖酸钠

化学式

C6H11NaO7

分子量

218.14

熔点

206-209℃℃

沸点

673.6

水溶性

极易溶于水,略溶于酒精,不溶于乙醚

外观

白色结晶颗粒或粉末

医药方面

钠对维持细胞外渗透压和容量,调节酸碱平衡,发挥神经肌肉的正常功能具有重要的作用,可有效防止低钠综合症的发生。

稳定剂

具有优异的缓蚀阻垢作用,被广泛应用于水质稳定剂。具有明显的协调效应,适用于钼、硅、磷、钨、亚硝酸盐等各种配方;缓蚀率随温度升高而增加;阻垢能力强,对钙、镁、铁盐具有很强的络合能力;作为循环、冷却水缓蚀阻垢剂达到灭公害。

钢铁表面清洗剂

钢铁表面如需要镀铂、镀铬、镀锡、镀镍以适应特殊用途时,其钢坯表面均需经过严格清洗,使镀层物与钢铁表面牢固结合,清洗药剂中添加葡萄糖酸钠将会达到十分理想的效果。

玻璃瓶专用清洗剂

用葡萄糖酸钠为主要配方的玻璃瓶专业清洗剂去垢力强,不会轻易堵塞洗瓶机的喷咀及管路;具有除去瓶贴和瓶颈铁锈的卓越能力并能使玻璃瓶表面挂水;洗涤水排放符合国家规定标准。

建筑业

作为减水剂、缓凝剂:水泥中添加一定数量的葡萄糖酸钠后,可增加混凝土的可塑性和强度,且有阻滞作用,即推迟混凝土的最初与最终凝固时间。

食品

  1. 葡萄糖酸钠能够代替食盐:相关研究表明钠的摄入量过大,会诱发高血压的产生。低钠盐食品成为当今食品工业中研究的热点。葡萄糖酸钠的盐味质与食盐接近,而钠分子量仅占10.5%,与食盐相比,前者钠量仅为后者的1/4。而且与其他低钠盐相比,葡萄糖酸钠具有无刺激性、无苦涩味、盐辛味等优点,成为了食盐的最佳取代品。目前被广泛应用于无盐酱油,面包等食品领域。在白面包中,由葡萄糖酸钠完全替代氯化钠,即不会引起面包体积的差别,又不会影响其整体风味及保质期限。
  2. 葡萄糖酸钠能够改善食品风味:在食品行业中,风味是衡量食品感官机能的最重要指标。目前,风味物质的生产应用,已成为广大食品研究人员和生产者关注的热点。近年研究发现:葡萄糖酸钠具有掩盖食品苦味,屏蔽异味,改善呈味等功效,对食品风味的改善具有显著的效果。通过在低脂奶酪中添加葡萄糖酸钠,从而消除了低脂奶酪原有的苦味、涩味,改善了整体的口感。通过对比葡萄糖酸钠和石膏做凝固剂制作内酯豆腐的风味,发现用葡萄糖酸钠点出的豆腐更加细嫩,味道和营养价值也更高。
  3. 葡萄糖酸钠能够增强食品的营养特性:随着人们生活水平和保健意识的不断提高,对食品营养和风味要求也逐渐提升。葡萄糖酸钠作为一种多功能食品添加剂,不但可以改善食品的风味,还可以增强食品的营养特性。如通过对奶酪硬化现象的深入研究,发现葡萄糖酸钠能够与奶酪中钙离子和乳酸根离子形成可溶性复合物,从而增加乳酸钙的溶解度,不但有效的防止奶酪硬化,也保证奶酪的营养品质。

此外还可用于电镀、胶卷制造等许多工业领域,应用前景十分广阔。

储存运输

粉末状或颗粒状结晶体葡萄糖酸钠的存储会更方便、装箱或者装袋都行,但须放置在干燥环境下;液体的葡萄糖酸钠在储存运输的时候,葡萄糖酸钠作用,要注意避免受撞击泄露。

葡萄糖酸钠葡萄糖酸钠在贮存时,易潮解,注意防潮防雨,存放地要保持清洁、通风干燥、阴凉,严防日晒、雨林,严禁火种、严禁与危险物品、异味物品一同放置,产品包装袋应堆放在离地100mm以上的垫板上,堆垛四周应离墙500mm以上,堆垛应留有600mm以上通道。

葡萄糖酸钠分子式

发酵法

根据所用发酵酶种类的不同,发酵法可分为两钟,一种是用Aspergillus Niger的酶,另一种酸,后一法则借助于葡萄糖脱氢形成内酯,然后使酯分解。葡萄糖酸钠也可直接由葡萄糖发酵而得。此时,发酵基持的组成可为:葡萄糖250-350g/L,七水硫酸镁0.2-0.3g/L,磷酸氢二铵或尿素0.4-0.5g/L。 此基质须进行灭菌处理。发酵过程中,温度控制为30-32度,pH用30%-50%氢氧化钠的办法控制为5.5-6.5,发酵过程持续40-100h。然后,通过过滤和洗涤除去微生物,活性炭脱色,再过滤,浓缩结果或喷雾干燥而得成品。[2]

实验室合成法

方法一:将计量的葡萄糖酸钙加入反应釜中,在搅拌下加入硫酸水溶液。搅拌1h后静置过滤,滤渣为CaSO4,去除。滤液加入中和釜,加适量的Na2CO3水溶液中和。浓缩,过滤,干燥,检验合格包装得成品。

由葡萄糖发酵后用钠碱中和而得。

方法二:将计量的葡萄糖酸加入反应釜中,在搅拌下加入稍过量的Na2CO3水溶液中和,在50~60℃下搅拌2h。减压浓缩,冷却,结晶,过滤干燥得成品。

安全防护

葡萄糖酸钠无毒。存在于水中的葡萄糖酸钠及其与重金属离子形成的螯合物,可通过普通生化处理迅速、完全地降解。降解过程中释放出的重金属离子可经沉淀去除,或吸附于废水处理过程中形成的淤泥上而去除。

检测方法

精确称取试样约750mg,移入一干燥的200ml锥形烧瓶中,加冰醋酸75ml,在加热板上加热溶解后冷却,加喹哪啶红试液(TS-203)数滴,用0.1mol/L高氯酸的冰醋酸溶液经10ml微量滴定管滴定至无色终点。每ml0.1mol/L高氯酸相当于葡萄糖酸钠(C6H11NaO7)21.81mg。

工业中有四种常用的葡萄糖酸钠检测方法:HPLC法、分光光度法、非水滴定法和旋光法。其中HPLC法和非水滴定法较方便且有较好的实用性,可以用于葡萄糖酸钠的工业生产中。

其他工业新应用

通过小型反应器试验,分别确定了葡萄糖酸钠和葡萄糖两种物质对溶液体积传氧系数的影响,进而又考察了两种物质交互作用的影响,在该基础上对发酵工艺进行改进,将原先的代放工艺改成葡萄糖流加工艺,通过流加葡萄糖维持较低的糖浓度,利用OUR为参照指标,在维持相同OUR水平下,比较了两种发酵工艺,研究中发现葡萄糖酸钠浓度的升高会显著降低kLα,而葡萄糖对其影响则较小;

在葡萄糖酸钠溶液中逐渐升高葡萄糖的浓度,会造成kLα的下降,低浓度的葡萄糖有利于体系的氧传递。葡萄糖的消耗及葡萄糖酸钠的积累对体积氧传质速率有明显的影响,在实现相同菌体的氧气摄取速率情况下,优化后新工艺所需的搅伴转速和通气流量等设备供氧条件明显优于原工艺,新工艺在降低发酵能耗的同时,还避免了原工艺中代放操作造成的未利用底物的浪费。

参考资料

1.三个角度看葡萄糖酸钠产品的行业发展·网络114

2.葡萄糖酸钠的应用领域和制备方法简介·飞皇化工

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