D-异抗坏血酸钠在食品中的应用

D-异抗坏血酸钠在食品中的应用

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摘要

D- 异抗坏血酸钠（d-sodium erythorbate）又名赤藻糖酸钠，是一种广泛用于食品中的抗氧化剂和防腐助色剂。国外在20世纪50年代便开始生产D-异抗坏血酸钠，我国在20世纪八十年代才开始生产，我国的D-异抗坏血酸钠的工业起步较晚，但是产量很高，目前已形成年产约600吨的量，还出口了包括美国、日本、澳大利亚等多个国家【1】，目前合成D-异抗坏血酸钠一般采用间接合成法，即先由细菌发酵D—葡萄糖产生2—酮基—D—葡萄糖酸(或钙盐),再经化学转化而成【2】。

关键词：D-异抗坏血酸钠 抗氧化剂 合成工艺 食品应用

引言

随着科技的发展，食品的保质期限也越来越长，目前我们所能见到的几乎所有的食品都或多或少的具有食品添加剂。食品添加剂是为改善食品色、香、味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质【3】， 目前我国食品添加剂有23个类别，2000多个品种，包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂、香料等。其中抗氧化剂是一种重要的食品添加剂，抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化，提高食品的稳定性和延长贮存期的食品添加剂，因此抗氧化剂的正确使用不仅可以延长食品的贮存期、货架期，给生产者、消费者带来良好的经济效益，减少因为食物过期导致的经济损失，还能让消费者的必需食物更加安全。D-异抗坏血酸钠是一种重

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要的人工合成类抗氧化剂和防腐剂，它无毒副作用，能能防止食品中亚盐的形成，以延长食物的保质期，通常用于各类肉类的风干，果汁、果酱和酸奶的保存，鱼类的防腐助色等，它与现代人类的食物息息相关。

1. D-异抗坏血酸钠的特性

1.1 D-异抗坏血酸钠的结构

其中Na容易脱落，置换出三个羟基中的氢，故其结构式也可写作

1.2 D-异抗坏血酸钠的理化性质

D- 异抗坏血酸钠，分子式：C6H7NaO6·H2O。分子量：216.12熔点200℃。白色或稍带黄色的结晶颗粒或粉末，无臭，稍有咸味，易溶于水(约7mL水能溶1g)，极难溶于乙醇，干燥状态在空气中稳定，其水溶液遇空气、微量金属、热和光容易变质。

1.3D-异抗坏血酸钠的生理作用

异抗坏血酸及异抗坏血酸在降血压、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，一般来说，D-异抗坏血酸钠不用于医药领域，D-异抗坏血酸钠的抗坏血作用大约是D-异抗坏血酸的二十分之一【4】。

2. D-异抗坏血酸钠的鉴别

2.1D-异抗坏血酸钠含量的测定（碘量法）

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2.1.1试剂

碘液0.1M标准溶液；

硫酸10％溶液，10mL浓硫酸加90mL蒸馏水配制成；

可溶性淀粉1％指示液；

2.1.2测定方法

准确称取样品约300mg，加新煮沸过的冷蒸馏水100mL和10％硫酸25mL，使其溶解，立即用0.1M碘标准溶液滴定，接近终点时加入1％淀粉指示剂1mL，继续滴定至溶液呈蓝色，30s内不退为止，记下碘标准溶液消耗的毫升数。

2.2 重金属的测定

2.2.1试剂

冰乙酸:30％溶液；

镁:15％溶液；

饱和硫化氢水（用时配制）；

氨水：2∶3溶液；

酚酞:1％乙醇溶液；

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铅标准溶液:按标准配制后，准确稀释10倍使用，每毫升相当0.01mg铅。

2.2.2.测定方法

称取样品1g（准确至0.001g），加2mL 15％镁溶液，搅拌均匀，先用小火炭化，再于500～600℃灰化完全。加1∶2盐酸，10mL蒸馏水，搅拌溶解，定量移入50mL纳氏比色管中。加酚酞指示液2滴，用氨溶液调至溶液刚显红色后，加0.5mL乙酸溶液，然后加蒸馏水稀释至25mL，为A管。于另一个50mL纳氏比色管中，加入2mL铅标准溶液，加0.5mL乙酸溶液，用蒸馏水稀释至25mL，为B管。A、B管摇匀，各加10mL饱和硫化氢水，摇匀后，在暗处放置10min进行比色，A管颜色不得深于B管。

3. D-异抗坏血酸钠的合成工艺

D-异抗坏血酸钠的生产有直接法和间接法两种，目前国内外普遍采用的是间接法制备：先用细菌发酵D-葡萄糖产生（或钙盐），再经酯化、转化，精制而成【5,6】，其合成线路如下：

发酵 甲酯化 NaHCO3 转化，离心D-葡萄糖 → 2-酮基-D-葡萄糖酸 → 2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯 → →D-异抗坏血酸钠

3.1 D-异抗坏血酸钠的实验室制备

3.1.1 制备原理【7】

3.1.2 所需试剂及仪器

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2-酮基-D-葡萄糖酸，甲醇，硫酸，碳酸氢钠

电热恒温水浴锅，搅拌器，烘箱，多用水式循环真空泵，分析天平，分光光度计，抽滤瓶，漏斗，滤纸

3.1.3 实验方法【8】

准确称取120g 2-酮基-D-葡萄糖酸加入一定的量的甲醇，加热搅拌使2-酮基-D-葡萄糖酸与甲醇完全溶解，然后转入到装有电动搅拌器的四口瓶中，加入少量浓硫酸作为催化剂，用恒温水浴锅控制水浴温度63~65℃进行甲酯化反应，甲酯化反应结束后，水浴温度上升至67~69℃，加入一定量的碳酸氢钠进行转化实验，碳酸氢钠在1h内加完，转化反应完成后降温，抽滤，滤饼用少量甲醇洗涤，烘干，即得到粗产品D-异抗坏血酸钠。

3.2.3 粗产品的分析

粗产品性状：为灰白色或者淡黄色的粉末，无臭，易溶于水，干燥状态能在空气中稳定存在。

质量标准：粗品D-异抗坏血酸钠干含量≥90％，PH：6.5~8.0；溶液吸光度：≤0.8

3.2 D-异抗坏血酸钠产率和反应速率的影响因素分析

甲酯化、转化反应时间对D-异抗坏血酸钠的合成影响较大【9】，如果甲酯化、转化时间不足时，反应不完全，产品的质量和收率都会比较差，而当反应时间较长时，对产品的收率影响很小，且浪费了大量的能源，因此根据经验选择甲酯化时间为4h、转化

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时间为2.5h，这样既能使反应完全，又能节能降耗【10】。由于甲酯化反应为可逆反应，当醇酸的配比过低时，逆反应较多，甲酯化反应不完全，产品含量低、收率低，所以应适当提高醇酸配比，但是当醇酸配比过高时，既浪费了甲醇又增加了甲醇母液量，使得粗产品较多的溶解在母液中难以提纯从而影响产品收率，所以醇酸最佳配比（mL：moL）为4:1【11】，在转化过程中，如果碳酸氢钠加入量过少，反应会难以进行，收率低，但是当碳酸氢钠加入量过多时，由于未知因素反而使得实验变慢【12】，因此这样既造成了碳酸氢钠的浪费，又增加了溶液的吸光度，最终影响产品质量，因此选择[碳酸氢钠：2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯]控制在1.1:1为经济且有效的配比方案【13】。

结论：

本文就人工合成的抗氧化剂——D-异抗坏血酸钠的性质、检验方法、生产工艺及实验合成做了详细的阐释。总结D-异抗坏血酸钠是一种无毒副作用的人工合成的抗氧化剂和食品助色剂，检验D-异抗坏血酸钠可以用碘量法或者分光光度计法，实验室制备D-异抗坏血酸钠是利用2-酮基-D-葡萄糖酸经过甲酯化得到2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯再经碳酸氢钠的转化，最后纯化得到粗产品，其中需要控制一定比例的用料才能保证反应效率最高且产率最高。

总结与体会：

通过对D-异抗坏血酸钠的研究使我更加深入地了解了食品添加剂，让我感受到了化学在食品中的具体应用。而通过对其合成方法和检验方法的研究使我对化学实验有了更深入的掌握和应用，文中引用了大量前辈们的文献资料，查阅资料是一个枯燥的过程，但是当找到了自己有用的资料后，一切都是值得的，科学研究是建立在前人的基础上的，只有通过不断搜索有用的信息，在科研中才能更加有效率，这次的论文使我认识到了学习是一个不断找寻的过程，当找到自己有用的东西后，找寻过程的艰辛便不那么重

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要了。

参考文献

[1]孙文敬，蒋明珠. 我国D-异抗坏血酸钠的研究和生产现状

《微生物学通报》, 1990, 17(3):170-172

[2] 白照熙，张俊贤. 食品添加剂——D-异抗坏血酸钠生产工艺的研究《食品与发酵工业》, 1990(4):-59

[3]郝利平，夏延斌，陈永泉，廖小军．食品添加剂．北京：中国农业大学出版社，2002

[4]李祥．食品添加剂使用技术：化学工业出版社，2010：53

[5]Nunheimer,T.D.et al;U.S Patent,3,255,093,1966

[6]梁改芹等；微生物学通报，14（6），246-249,1987

[7]张抗等，D-异抗坏血酸钠合成工艺研究：Low Carbon World,2014

[8]林耀辉等；食品与发酵工业，4，18-24,1985

[9]张文华.异抗坏血酸钠合成工艺的改进[J].浙江化工，2004,35（6）：15~18

[10]Jaffe G.M.et al;U.S. Patent,3,381,027,1968

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[11]虞炳钧，王普，任剑军：《食品与发酵工业》, 1994(5):61-63

[12]罗青波D-异抗坏血酸钠的生产技术水平及发展趋势《上海食品药品监管情报研究》, 1994(3):7-11

[13] 郑大贵，祝堂永，张前炎D—异抗坏血酸钠在碱—甲醇—水中稳定性的研究《化学世界》, 2004, 45(4):192-194

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