1 維生素 C
又名L—抗壞血酸,簡稱VC,化學名稱3—酮基—L-呋喃葡萄糖內酯,分子式C6H8O6,相對分子質量176.13。
(1)性狀
維生素C為白色或略帶淡黃色的結晶或粉末,無臭,味酸,熔點190—192℃(分解)。易溶于水,可溶于乙醇,不溶于苯、乙醚等有機溶劑。干燥狀態(tài)比較穩(wěn)定,但水溶液很容易被氧化分解,在中性或堿性溶液中尤甚。重金屬離子可促進其氧化分解,遇光照顏色逐漸變深。
本品能和氧結合成為除氧劑,抑制對氧敏感的食物成分的氧化;能還原高價金屬離子,對鰲合劑起增效作用;具有治療壞血病、解毒及維護毛細血管通透性等作用。
(2)生產工藝
維生素C的生產方法主要有天然物提取法和合成法。天然物提取法成本較高,在日本有個別廠家采用。合成法采用化學反應和生物反應相結合的方法來制備,是目前工業(yè)化生產中主要采用的工藝,包括萊氏法和兩次發(fā)酵法。
①天然物提取法。天然果蔬特別是一些野生水果中含有豐富的維生素C。如柑桔、菠蘿、沙棘、大棗、彌猴桃、醋柳果、刺梨、野薔薇果和黑穗狀醋粟等,可從中制 取天然維生素C產品。在日本,使用桔汁制成維生素C濃縮物(包括濃縮汁和粉末兩種產品),其主要生產工藝流程如圖所示:
桔子原料中的維生素c的含量為l00mg/100g,榨汁后的汁液、濃縮液及粉末狀的產品中維生案C的含量分別可達到40mg/100g、14mg/100g及665mg/100g。
加熱軟化以90℃ 5min為宜,真空濃縮控制溫度為55~60℃。噴霧干燥時,入口溫度為92~97℃,塔內溫度為74~80℃,出口溫度為50~53℃。
從天然物中提取的產品中,維生素C含量較低,成本較高,實際工業(yè)生產中,較少采用。
⑦萊氏法。是由瑞士巴塞爾大學的T.Reichstein和A.Grussner于1934年首次提出的以葡萄糖為原料的合成方法,后由F.Elger等人所改進。該法自30年代問世以來,一直為世界各國普遍使用至今。
但萊氏法工藝路線復雜冗長,輔料消耗量較大。
③兩次發(fā)酵法。針對萊氏法的缺點,自20世紀60年代開始,世界各國的科學家都致力于簡化縮短該反應路線的研究,研究重點都集中在微生物氧化發(fā)酵上,希望能將D—山梨醇或L—山梨糖直接轉化生成2—酮基—L—古羅糖酸。
兩次發(fā)酵法生產維生素C的基本原理就是用微生物發(fā)酵法來代替菜氏法中部分化學合成反應。在L—山梨糖之前以及2—酮基—L—古羅糖酸之后的工藝過程與萊氏 法完全相同,所不同的只是從L—山梨糖開始,用氧化葡萄糖酸桿菌和條紋假單胞菌共生發(fā)酵L—山梨糖,使之轉化成2—酮基—L—古羅糖酸,其工藝過程主要 為:
將D—山梨醇轉化為L—山梨糖的微生物菌種主要采用弱氧化醋酸桿菌和生黑醋酸桿菌,另外也有使用生黑葡萄糖醋酸桿菌、玫瑰色葡萄糖醋酸桿菌、惡臭醋酸桿菌、紋膜醋酸桿菌及擬膠醋酸桿菌。
70年代初,中國科學院微生物研究所等單位篩選出以氧化葡萄糖酸桿菌為主要產酸菌,以條紋假單胞菌為伴生菌的自然共生菌絲。單獨培養(yǎng)時,前者生長緩慢且產 酸能力微弱,而后者根本不產酸,但兩者共同發(fā)酵時,卻能將L—山梨糖直接轉化成2—酮基—L—古羅糖酸。氧化葡萄搪酸桿菌除了可與條紋假單胞菌共生發(fā)酵 外,還可與熒光假單胞菌、雙黃假單胞桿菌、惡臭假單胞茵、綠葉假單胞菌、橙黃微球菌、玫瑰微球菌及金黃色葡萄球菌等共生發(fā)酵。
生產時,可直接用葡萄糖作原料,也可用甘薯、木薯或馬鈴薯淀粉為起始原料,經雙酶法或酸酶法水解成葡萄糖水溶液。調節(jié)葡萄糖濃度為40%~50%,加人占 葡萄糖質量5%的鎳—鋁—鈦作催化劑,在3.5MPa壓力下,通入氫氣還原葡萄糖成山梨醇。反應結束后,過濾除去催化劑,用離子交換法除去還原液中的離子 雜質,加入活性炭脫色并經蒸發(fā)濃縮至山梨醇濃度為70%,而殘留糖及糊精含量不大于O.2%和0.1%,pH值為5.6。
將山梨醉溶液泵人內循環(huán)氣升式發(fā)酵罐中,加水調節(jié)山梨醇濃度至10%—35%。通常在發(fā)酵初期濃度較低,待菌體繁殖至對數(shù)期再提高濃度。接種弱氧化醋酸桿 菌進行發(fā)酵,調節(jié)PH值至6.2—6.8,溫度28—30℃,罐內壓力0.02~0.1MPa,通氣量0.6~1vvm。經14~33h發(fā)酵后,山梨糖收 率可達96.5%。第一次發(fā)酵各階段的培養(yǎng)基組成實例如表所示。
第—次發(fā)酵結束后,將發(fā)酵繆升溫至8℃保持10min進
行殺菌。補充所需的原輔料,調節(jié)pH值至6.7—7.0,接入
氧化葡萄糖酸桿菌和條紋假單胞菌,在30℃溫度下進行共
生發(fā)酵,所用培養(yǎng)基組成如表下所示。
發(fā)酵過程中,當芽袍菌開始生成芽孢時,氧化葡萄糖酸桿菌開始產生2—酮基—L—占羅糖酸,直至完全形成芽孢出現(xiàn)游離芽孢時,酸的產生也達到高峰。為了保證 產酸的正常進行.應定期補充堿液調節(jié)PH值至7.0,以中和所產生的酸轉變成鹽,這樣有利于產酸菌的繼續(xù)發(fā)酵產酸。
經過20~36h發(fā)酵后,山梨糖耗盡且游離芽孢與殘存芽孢菌體逐步自溶成碎片時,發(fā)酵即達到終點,此時的溫度略有升高,為(32±1)℃,PH值為7.2。過濾或離心除去菌體蛋白,發(fā)酵液經靜置、澄清、離子交換、濃縮和干燥后可得
到2—酮基—L—古羅糖酸晶體,再進一步轉變成維生素C。
從D—山梨醇第1次發(fā)酵開始,至第2次發(fā)酵生成2—酮基—L—古羅糖酸,再經化學反應生成維生素C的3個過程,共需76—80h就可完成,比萊氏法縮短了很多時間。以D—葡萄糖為原料,經此法生產維生素C的總得率為44.5%—46.7%。
兩次發(fā)酵法為我國首創(chuàng),其專利技術已于1985年9月轉讓給世界上維生素C最大的生產廠羅氏公司。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標難》(GB270一1996)規(guī)定:維生素C作為抗氧化劑可用于啤酒,最大使用量為0.04g/kg;用于發(fā)酵面制品,為0.2g/kg。
實際使用中,本品可應用于許多食品中,包括水果、蔬菜、肉、魚、下果、飲料及果汁等。
應用于腌制肉制品,抗壞血酸作為發(fā)色助劑,0.02%~0.05%的添加量,可有效地促進肉紅色的亞硝基肌紅蛋白的產生,防止肉制品的褪色,同時抑制致癌物質亞硝胺的生成。
應用于果汁和碳酸飲料,0.005%~0.002%的添加量可有效防止飲料變色和變味。
應用于水果和蔬菜加工,主要用來抑制褐變,保持風味和顏色。
用作維生素強化劑時,我國《食品營養(yǎng)強化劑使用衛(wèi)生標準》(GB 14880-94)規(guī)定:果泥,用星50—100mg、kg;飲料,120—240mg/kg;水果罐頭,200~400mg/kg;夾心硬 糠,2000~6000mg/kg;嬰幼兒食品,300—600mg/kg;強化芝麻粉,1000mg/kg(每天限食50g);啤酒,40mg/kg; 發(fā)酵面制品,200mg/kg。
(4)使用注意事項
因本品容易被氧化,應避光密閉保存。
2.D—異抗壞血酸鈉
又名異維生素C鈉,為抗壞血酸鈉的同分異構體,分子子式C6H7Na06‘H20,相對分子質量216.12。
(1)性狀
D—異抗壞血酸鈉為白色至黃白色晶體顆粒或晶體粉末,無臭,稍有咸昧,熔點200℃以上(分解)。易溶于水,幾乎不溶于乙醇。2%的水溶液的PH值為 6.5—8.0。干燥狀態(tài)下比較穩(wěn)定,水溶液易被空氣氧化,金屬離子、熱、光均可以加速其氧化。在酸性條件下,可轉變成D—異抗壞血酸。D—異抗壞血酸是 L—抗壞血酸的一種立體異構體,因而在化學性質上與L—抗壞血酸相似,但耐熱性差,還原能力強,所以異抗杯血酸抗氧化能力遠遠超過L—抗壞血酸,且價格便 宜。但異抗壞血酸幾乎沒有L—抗壞血酸的抗壞血病的作用(也有人認為具有5%的L—抗壞血酸的生物活性)。天然食品中不含D—異抗壞血酸(鈉)。
(2)生產工藝
以葡萄糖為原料,接種假單孢菌屬的熒光桿菌,經通氣發(fā)酵.得α—酮葡萄糖酸鈣,經酸化、除鈣后,加甲醇和少量硫酸進行酯化,得到固體葡萄糖酸甲酯。將酯溶解在甲醇中,加入金屬鈉,將混合物加熱生成D—異抗壞血酸鈉鹽沉
淀,分離后,再經精制即可得到產品。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760-1996)規(guī)定:可用于啤酒,最大使用量為0.04g/kg;肉制品,最大使用量0.5g/kg;葡萄酒、果汁飲料,最大使用量0.15g/Kg;果蔬罐頭、肉類罐頭、果醬、冷凍魚,最大使用量1.0g/kg。
實際應用中,常用來作為抗氧化劑和防腐保鮮劑廣泛應用于食品中。
在肉制品腌制過程中,可用來代替維生素C,作為發(fā)色助劑,同時可減少亞硝酸鈉的用量,并保證產品質量。
在水果加工過程中,特別是去皮、破碎或解凍的情況,由于酶促褐變,易氧化變色,添加本品代替維生素C進行浸泡,或加到成品的湯汁中,可以防止水果變色。
也可用于蔬菜的保鮮。如用萬分之一的異維生素C鈉溶液浸泡黃瓜15min,或噴霧干分之一的異維生素C鈉溶液,晾干后密封于塑料袋中、室溫下可保鮮20天左右。用千分之一的異維生素C鈉溶液浸泡大辣椒,密封于塑料袋中,室溫下也可保鮮20天左右。
在啤酒裝瓶前加入異維生素C鈉(20-40)×l0-6,可延長啤酒保質期兩個月,仍保持啤酒原來的清亮和風味。
用于防止冷凍魚氧化時,將冷凍前的魚體在0.1%~0.5%的異維生素C鈉溶液中浸漬數(shù)分鐘,也可用0.1%~0.2%水溶液噴霧。
(4)使用注意事項
異維生素C鈉在結晶狀態(tài)、酸性環(huán)境和蔗糖溶液中比較穩(wěn)定,但它的水溶液及在堿性條件下,尤其是在有鐵和銅等金屬離子存在下,易氧化,故最好現(xiàn)用現(xiàn)配,少接觸鐵及銅容器。
3.茶多酚
萊多酣是茶葉中所含的一類多羥基酚類化合物,簡稱為TP。主要化學成分為兒茶素類(黃烷醇類)、黃酮及黃酮醇類、花青素類、酚酸及縮酚酸類、聚合酚類等化 合物的復合體。其中兒茶素類化合物為茶多酚的主體成分,約占茶多酚總量的65%~80%。兒茶素類化合物主要包括兒茶素(EC)、沒食子兒茶素 (EGC)、兒茶素沒食子酸酯(ECG)和沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)4種物質。
茶多酚在茶葉中的含量因茶葉的種類不同而有所區(qū)別。一放情況下,各大茶類中,茶多酚含量:綠茶>烏龍茶>紅茶;以季節(jié)而論,夏秋茶高于春茶。以綠茶及其副 產物為原料提取的多酚類物質中,茶多酚含量大于95%,其中兒茶素類占70%~80%,黃酮化臺物占4%—10%,沒食子酸0.3%—0.4%,氨基酸 0.2%~0.5%,總糖0.5%~1.0%,葉綠素(以脫鎂葉綠素為主)0.01%~0.05%。
(1)性狀
茶多酚為淡黃色至茶褐色的水溶液、粉末固體或晶體,味澀。易溶于溫水、乙醇、乙酸乙酯,微溶于油脂,不溶于氯仿、苯等有機溶劑,有吸濕性。耐熱性好,在 160℃食用油中添加茶多酚,30min后茶多酚僅降解25%,食用油的過氧化值幾乎不變,而末添加茶多酚的食用油過氧化值則增大一倍。耐酸件良好,在 PH值2—7范圍內均十分穩(wěn)定。光照或PH值大于8時易氧化聚合,遇鐵離子生成綠黑色化合物。
茶多酚具有較強的抗氧化作用,尤其酯型兒茶素EGCG,其還原性甚至可達L—抗壞血酸之100倍。4種主要兒茶素化合物中,抗氧化能力為 EGCG>EGC>ECG>Ec>BHA,且抗氧化性能隨溫度的升高而增強。其對動物油脂的抗氧化效果優(yōu)于對植物油脂的效果。與維生素E、維生素c、卵磷 脂、檸檬酸等配合使用,具有明顯的增效作用,也可與其他抗氧化刑聯(lián)合使用。
茶多酚對細菌也有廣泛的抑制作用,如對葡萄球菌、大腸桿菌及枯草桿菌等,最低抑菌濃度為0.005|%~0.01%。并可有效地抑制口腔中引起齲齒的口腔變異鏈球菌,防齲齒的效果比氟化物好。但對真菌、酵母、乳酸菌及醋酸菌均無抑制作用。
茶多酚可吸附食品中的異昧,因此具有一定的除臭作用,并可將高糖食品中的“酸尾”消失,使口感甘爽。 茶多酚對食品中的色素具有保護作用,它既可起到天然色素的作用,又可防止食品褪色。
(2)生產工藝
從茶葉及其副產物中提取茶多酚的工藝方法有多種面介紹3種。
①沉淀萃取法。此方法的基本原理是:先用水溶液將茶多酚等物質浸提出來,利用茶多酚物質能與Ca2+、Al3+、Zn2+、Bi2+、Ag+、Hg2+、 Sb3+等金屬離子產生絡合沉淀的現(xiàn)象,先行將茶多酚從含多酚類的水浸提液中離心分離出來,然后用酸轉溶,最后用乙酸乙酯抽提出來,精制后即得產品。
上述金屬鹽中多用鈣鹽.因為其他的鹽在成品中殘留對人體有害。鈣鹽既可用氯化鈣也可用碳酸鈣,但用氯化鈣時要用氫氧化鈉調節(jié)PH值≥8時方可產生沉淀。用碳酸鈣或石灰則無需調節(jié)PH能直接產生沉淀。國內專利CN1043730A
和CN1071660A均屬于上述原理。
沉淀萃取法工藝流程為如圖所示。
茶葉預處理:主要是除雜等。片末茶可不經粉碎,整形茶須用粉碎機粉碎,以便提高浸出率。
浸提:將茶原料用質量比1:9~10的沸水沖泡0.5h左右、趁熱壓濾。濾渣再用1:5質量比的沸水浸提約0.5h后過濾。
沉淀:在浸提液中加入Ca2+鹽,如用碳酸鈣可不必再加堿,如用氯化鈣則再加氫氧化鈉調至堿性,佼茶多酚沉淀下來。離心后即得含有茶多酚的沉淀物。
轉溶:將沉淀物用適量的稀鹽酸或稀磷酸溶解,90%以上的茶多酚都將被溶出。
萃取:用等體積的乙酸乙酯萃取,重復萃取2次,即可將茶多酚從酸化液中轉移到乙酸乙酯中。
濃縮、干燥:將含有茶多酚的乙酸乙酯減壓濃縮,然后真空干燥即可得到粗晶態(tài)茶多酚。
精制:先將組品溶于水,用乙醚萃取,乙醚層減壓回收溶劑后,真空干燥或冷凍干燥即得較純的茶多酚。水層用乙酸乙酯反復萃取,除去水層,收集乙酸乙酯后減壓濃縮,最后真空干燥,可得到初級氧化聚合茶多酚。
②萃取法。此方法的基本原理是:利用茶多酚物質和其他雜質在不同的溶劑中溶解度不同,分別用溶劑去雜或抽提而得到茶多酚粗制品。由于對茶多酚純度要求不同,去雜的程度也不同,同時所用抽提茶多酚的試劑較多,因此萃取法具體操作時其工藝流程較多,下面僅介紹—種。
茶葉磨碎后加入5倍量30%—95%乙醇,在35—40℃溫度下浸提2min。浸提過程中攪拌數(shù)次。過濾,濾渣再用2—3倍含水乙醇重復浸提一次。合并兩 次濾液、在45℃左右減壓濃縮至乙醇基本除去為止。濃縮液用1倍量的氯仿分次萃取2次以除去色素、咖啡堿等雜質。收集含有茶多酚的水相,用1~2倍量的乙 酸乙酯分次萃取茶多酚,然后45℃左右減壓濃縮,并回收乙酸乙酯。最后真空干燥,即可得茶多酚粗制品。
③綜合提取法。此法在得到茶多酚的同時,也可以得到咖啡堿、茶葉復合多糖等有用成分,使茶葉資源得到充分利用。其主要工藝流程如圖3—3所示。
工藝流程中所用試劑I主要是二氯甲烷或三氯甲烷,試劑Ⅱ主要是乙酸乙酯,試劑Ⅲ主要是丙酮、乙醇和甲醇等,這些試劑均可回收利用。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760—1996)規(guī)定:可用于含油脂醬料,最大使用量0.1g/kg;油炸食品、方便面,0.2g/kg;肉制 品、魚制品,0.3g/kg;油脂、火腿、糕點及其餡料,0.4g/kg。以上茶多酚含量為40%—60%制劑(以油脂中幾茶素計)。
實際應用時,茶多酚常作為抗氧化劑及防腐劑廣泛用于動植物油脂、水產品、飲料、糖果、乳制品、油炸食品、調味品及功能性食品的抗氧化、防腐保鮮、護色、保護維生素、消除異味及改善食品風味等。另外,茶多酚也可以在日化、醫(yī)藥等行業(yè)中應用。
在食用動植物油脂中,添加0.005%~0.05%的茶多酚, 茶多酚是一種“攜帶性”比較好的抗氧化劑,對油炸食品的抗氧化效果較好。在油炸土豆片、油炸花生米及油炸魚片干等油炸食品中,按油脂含量的0.01%~0.02%添加,可起到明顯的抗氧化效果。
在水產品如魚、蝦等加工和保鮮過程中使用茶多酚,可起到抗氧化、防腐敗、防褐變、防退色和消除臭味的作用。使用方法合浸漬法:在鹽水中加0.01%—0.04%茶多酚浸泡魚、蝦;拌鹽法:在鹽水巾加0.02%~0.2%的茶多酚,混
勻厲再噴涂于魚體表面;在制造魚糕、魚肉卷及魚餅等魚制品時,可直接添加0.01%~0.02%茶多酚。
在肉制品加工中,可將各種肉制品浸泡在0.05%-0.2%茶多酚溶液中5~10min,液溫60-70℃,或者噴灑在各種肉制品表面,進行干燥,直到肉 表面不見液滴為止。肉制品表面的蛋白質與茶多酚形成一層不透氣的硬膜,可以起到防止肉制品氧化酸敗,抑制細菌的生長,防止腐敗變質的效果。
在乳制品如干酪、牛奶、奶粉、麥乳精及豆奶等產品中添加0.01%~0.05%茶多酚,可防止氧化,并消除異臭。
利用茶多酚可配制各種茶飲料,如茶汽水、茶可樂、檸檬茶、菊花茶及果味茶等,添加量為O.02%~0.2%。
茶多酚應用到月餅、餅干、面包等焙烤食品中,可使色澤加深,提高制品感官性狀和品質,能有效地抗氧化,防腐保鮮,添加量為0.005%~0.2%。
茶多酚用于口香糖、清涼糖、酥心糖、夾心糖及水果糖等各種糖果中,添加量為0.05%~0.02%,有防氧化和抗齲齒作用。
茶多酚可有效地保護水果蔬菜中的天然色素及維生素,一般采用浸漬法或噴灑法,浸泡液的濃度為0.05%~0.2%。
另外,在蝦類、汁類、湯類等調味品中添加0.002%~0.02%茶多酚,對保證產品質量效果明顯。
(4)使用注意事項
茶多酚在光照或PH值大8時易氧化,遇鐵易變色,使用時應盡量避免。
4. 植酸
又名環(huán)己六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸,簡稱PA,分子式C6H18O24P6,相對分子質量660.08。
(1)性狀
植酸為淺黃色至黃褐色粘碉狀液,易溶于水、95%乙醇、甘油以及丙酮,微溶于無水乙醇和甲醇,不溶于苯、氯仿和乙醚等。水溶液為強酸性,其水溶液的pH 值:濃度1.3%時為0.40,0.7%時為1.7,0.13%時為2.26、0.013%時為3.20。遇高溫易分解,若在120℃以下短時間加熱,或 濃度較高時,則相對穩(wěn)定。
植酸有很強的抗氧化能力,與維生素E混合使用,具有相乘的抗氧化作用。
植酸分子中的12個酸羥基都能對金屬離子起鰲合作用。在低PH值下可定量沉淀Fe3+,中等pH值或高PH值下可與所有的其他多價金屬離子形成不溶性鰲合物。
(2)生產工藝
植酸廣泛存在于植物體內,是所有植物種子的主要成分,一般含量在1%—5%,尤其在米糠、麩皮及油料籽如棉籽餅中,含量非常豐富,甚至高達10%以上。植酸在植物體內不是以游離狀態(tài)而是以鈣鎂復鹽即菲汀的形式存在。
從天然植物中提取植酸的基本原理為:用稀酸浸泡原料.將植酸鈣鹽轉變成可溶性的植酸,然后,通過離子吸
附、沉淀等方法,將植酸從溶液中分離出來,再經過反復置換和精制處理,即可得到產品。下面介紹3種方法:
①以米糠為原料,采用中和沉淀法生產,其主要工藝流程如圖3—4所示。
粉碎:米糠餅先粉碎,過20目篩。
酸浸:向米糠粉中加入7.5倍的0.1mol/L左右的鹽酸(100kg水中加入1.2kg 30%的工業(yè)鹽酸配制),保持PH值為2—3,同時需加入酸浸液質量0.55%~5%的尿素、食鹽、碳酸銨或硫酸銨等中性鹽,以減少原料中的蛋白質、糖類 進人酸浸液,不時攪拌。浸泡時間,冬季為6—8h,夏季為4—6h。夏季為了防止其腐臭,必要時可加入少量水楊酸作防腐劑。
過濾:酸浸后的萃取液,靜置一段時間澄清后,吸取上層清液并過濾之,再將下層懸浮液壓濾。濾干后,用清水洗滌濾渣1~2次,合并濾液和洗滌液,送入中和沉淀工序。濾渣可作飼料等。
中和沉淀:將配制好的新鮮石灰乳(生石灰與水的組成比為1:10,緩慢地將水加入生石灰中溶解,取上層石灰乳過100目篩)加入濾液中,邊加邊攪拌??刂苝H值在5.8~6.0左右,中和靜置2h,使植酸鈣完全析出。
洗滌過濾:靜置后虹吸棄去上清液,再注入清水反復洗滌.至洗液不再呈淺黃色、無酸根、PH值等于7為止。最后將下層白漿用泵打人壓濾機壓濾,即得含水約為80%左右的粗制膏狀植酸鈣鎂。
酸溶:將植酸鈣鎂懸浮于3倍量的蒸餾水中,加草酸的飽和溶液,調節(jié)溶液的PH值至3.5,使植酸鈣轉化為草酸鈣沉淀,并將植酸游離出來。
脫色:酸溶液經過濾除去草酸鈣后,用活性炭脫色,過濾后,濾液進行離子交換。
離子交換:過濾液先通過陽離子交換樹脂(732型或Amberlite 2R-120),使陽離子NNH4+、Na+、Ca2+、Mg2+等與H+交換。然后讓流出液再通過陰離子交換柱(用704樹脂或AG2-X8樹脂),除 去SO42-、Cl-、PO43-等陰離子,并使流出液的PH值保持在1.5以下。
濃縮:通過真空蒸發(fā),濃縮至植酸含量達到70%,即為產品。
⑦以米糠為原料,采用離子交換樹脂法生產,其主要工藝流程如圖3—5所示。 酸浸:取粉碎過篩的脫脂米糠粉10kg加人稀硫酸調PH值至3~4,在不斷攪拌下浸漬3—4h,過濾得第一次浸提液??吩屑尤胂×蛩嵴{PH值至4—5, 不斷攪拌下浸漬2~3h,過濾得第二次浸提液。用少量水洗滌濾渣1~2次,合并2次浸提液和洗滌液,共得約lOOL。
陰離子樹脂吸附:將上述合并液通過717(201× 7)型陰離子交換樹脂(該樹脂預先用鹽酸處理成Cl-型),以吸附植酸鈣鎂,用溫水(40~50℃)將吸附植酸鈣鎂的樹脂逆流洗凈(以除去蛋白質和糖 類),再用0.15mol/L氯化鈉洗脫無機磷(用鉬藍法檢測),直到洗脫液使鉬藍試劑不再顯藍色為止,然后用0.7mol/l氯化鈉溶液洗脫,得到約 15L的植酸鈉溶液。
陽離子樹脂交換:將上述植酸鈉溶液用10%稀植酸調pH值為5~6,通過732(00l×7)型陽離于交換樹脂(該樹脂預先處理為H+型),當植酸流經該交換柱時,溶液中的Na+與H+交換,流出液呈淡黃色。
脫色濃縮:將流出液先部分減壓濃縮,用粉末活性炭脫色,過濾后,濾液減壓濃縮(溫度不超過70℃),得到含量為70%的植破溶液915g。
③以棉籽餅為原料,采用中和沉淀法生產。其主要工藝過程類似于以米糠為原料的中和沉淀法。棉籽餅粉碎脫脂后,以1.0%~3.0%的硝酸浸提,過濾后,先 用ca(oH)2調PH值至2—4,后用NaoH調PH值至6—8,分離出菲汀沉淀.水洗后,通過陽離子交換柱得稀植酸溶液,經活性炭脫色.再經真空濃縮 得到50%的植酸。植酸的產率達80%以上。
為提高植酸的純度,可采取以下三種有效方法。第一種是在酸浸過程中加入少量的溶劑,使浸提液中蛋白質含量大大降低。第二種是在提取菲汀過程中,稀硝酸溶解 后,先加Ca02鈣化,再加NaoH中和至適宜pH值沉淀菲汀,可使沉出菲汀中有機磷含量大大提高,蛋白質和稀酸不溶物大大降低。第三種方法是在制得的稀 植酸溶液中加入少星純化劑,可使植酸中蛋白質含量進一步降低,提高了植酸產品的純度。
(3)用途
我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760一1996)規(guī)定:用于對蝦保鮮,可按生產需要適量使用.允許殘留量為20mg/kg;用于食用油脂、果蔬制品、飲料和肉制品,最大使用量為0.2g/kg。
實際應用中,植酸常作為抗氧化劑及金屬離子鰲合劑,用于防止食品的氧化、褐變或退色。
植酸對植物油具有較好的抗氧化效果。在植物油中添加0.01%即可明顯地防止植物油的酸敗。其抗氧化效果因植物油的種類不同而有差別,用于花生油效果最好,大豆油次之,棉籽油相對較差。
用于水產品罐頭,植酸DJ以防止鳥糞石結晶的形成和變色的產生。在大馬哈魚、鱒色、蝦、金槍魚及墨斗魚等罐頭中,經常發(fā)現(xiàn)有玻璃狀結晶即鳥糞石的磷酸銨鎂 (MgNH4PO4•6H20).添加0.1%~0.2%的植酸以后,不再產生這種物質。貝類罐頭在加熱殺菌時可產生硫化氫等,與肉中的鐵、銅以及從罐頭 鐵皮溶出的鐵、錫等特別是鐵結合,產生硫化物而變黑,為防止變黑可添加0.1%•0.5%的植酸。另外也可以防止蟹肉罐頭出現(xiàn)藍斑。蟹是節(jié)足動物,其血液 中含有血藍蛋白,是一種含銅的血色素蛋白。加熱殺菌時所產生的硫化氫與銅反應,容易發(fā)生變藍現(xiàn)象。添加0.1%的植酸和1%的檸檬酸鈉可防止出現(xiàn)藍斑。
植酸可以防止鮮蝦變黑。鮮蝦變黑嚴重影響其外觀質量,為防止其變黑,使用0.7%的亞硫酸鈉很有效,但二氧化硫殘留量過高。若添加0.01%—0.05% 的植酸與0.3%的亞硫酸鈉,效果甚好,且可避免二氧化硫殘留量過高。也有采用0.05%—0.10%的植酸與0.05%的維生素E組合配方,對連頭對蝦 防黑變效果顯著。該配方可以達到連頭對蝦經6個月以上凍藏(—18℃)不變紅也不變黑(如果溫度波動很小,可達到9—10個月不變黑),其質量仍然能達到 我國對蝦一級鮮度標準和出口對蝦—級衛(wèi)生標準。
植酸也可用于水果及蔬菜的保鮮。經對黃瓜、西紅柿、香蕉等的試驗均有明顯效果??刹捎媒n或噴灑法。植酸溶液的濃度以1%左右為宜。濃度過低,效果差;濃度高于2%,由于酸性較強,使果蔬表面pH值改變較大,效果也不大理想。
對于肉類制品,植酸可以鰲合其肌紅蛋白中的鐵,防止由鐵催化引起的脂肪氧化。
另外,植酸也可用于制酒工業(yè)的除金屬劑、水的軟化劑及保健飲料的快速止渴劑。
(4)使用注意事項
有人認為植酸能鰲合微量金屬離子,對人體有不利之處,但多年食用證明其對人體無毒害作用