葡萄糖酸钾的制备与食品应用

发布日期:2023/12/8 9:06:14

背景技术

开发葡萄糖酸衍生物系列产品，国内始于20世纪80年代末，经过近20年的研究开发，葡萄糖酸钠、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸亚铁在国内率先得到发展。钾是人体重要常量元素之一，能调节渗透压、保持水分、维持酸碱平衡；能保证某些酶的正常活动，促进碳水化合物的代谢；钾、钠与钙、镁协同作用，可维持神经肌肉的应激性；钾与钙的平衡对心肌正常活动特别重要；血钾浓度的改变，对心肌细胞的兴奋性、自律性、传导性有重要影响，严重失调可产生心理失常甚至死亡。葡萄糖酸钾是一种食品药物补钾剂，美国已将其产品标准收载于USP X和USP XI版。因此，开发葡萄糖酸钾合成工艺具有重要意义^[1]。

葡萄糖酸钾

制备工艺

将300g葡萄糖加入到5000mL五口圆底烧瓶中，加入460mL水溶解后，添加催化剂6g，低速搅拌，水浴加热溶液至40℃后，转速调至1800r/min，通入氧气(80L/h)，分次加完氢氧化钾，反应3h后取样测定残糖，当残糖的质量分数低于0.5%时，停止通氧气和搅拌。将反应溶液过滤，分离出催化剂，滤液蒸发浓缩至密度为1.150g/mL，放置过夜结晶，分离结晶，母液用活性碳脱色，经蒸发后进行二次结晶，将结晶分离后的半成品进行干燥，得到成品葡萄糖酸钾293.4g^[1]。

食品应用

1、调整pH功能

葡萄糖酸的缓冲范围pH为3~4，酒石酸缓冲范围虽比葡萄糖酸低，但因有强酸味不适应作缓冲剂。葡萄糖酸最适合作低pH范围的缓冲剂的食品添加剂。饮料pH4以下，一般杀菌时间65℃ 10min，既能避免杀菌加热对饮料素材的影响，又能节省能源，是饮料生产工程管理的重要性一环，其它有机酸盐难以实现pH4以下杀菌所能达到上述要求，而葡萄糖酸钾与钠盐能符合上述要求又不影响饮料呈味性。因此葡萄糖酸钾或钠盐是最优良的食品加工pH缓冲剂。

2、呈味改善剂

有机酸盐在食品加工中应用于盐渍，作改善呈味的调味料，但往往达不到理想效果，葡萄糖酸钾或钠盐本身呈味性良，有掩盖苦味、臭味功能，如掩盖大豆蛋白臭、鱼臭、镁离子的苦味等，均优于其它有机酸盐。

3、代替食盐用于食品加工

在食品加工中食盐不仅赋于食品咸味，还有抑菌等效果，使用时往往量加大。制味酱时，盐还有防止杂菌使麯曲正常发酵作用，但不能加盐太多。当今时兴低盐酱，采用在发酵醪中缓慢添加乙醇控制发酵，但工序烦琐。日本中央味酱研究所研究使用葡萄糖酸钾或钠盐代替食盐进行味酱发酵，能使发酵正常，又能达到制减盐或无盐(无NaCl)味酱^[2]。