1 維生素 C
又名L—抗壞血酸,簡(jiǎn)稱VC,化學(xué)名稱3—酮基—L-呋喃葡萄糖內(nèi)酯,分子式C6H8O6,相對(duì)分子質(zhì)量176.13。
(1)性狀
維生素C為白色或略帶淡黃色的結(jié)晶或粉末,無(wú)臭,味酸,熔點(diǎn)190—192℃(分解)。易溶于水,可溶于乙醇,不溶于苯、乙醚等有機(jī)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(jìn)其氧化分解,遇光照顏色逐漸變深。
本品能和氧結(jié)合成為除氧劑,抑制對(duì)氧敏感的食物成分的氧化;能還原高價(jià)金屬離子,對(duì)鰲合劑起增效作用;具有治療壞血病、解毒及維護(hù)毛細(xì)血管通透性等作用。
(2)生產(chǎn)工藝
維生素C的生產(chǎn)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(gè)別廠家采用。合成法采用化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)相結(jié)合的方法來(lái)制備,是目前工業(yè)化生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品),其主要生產(chǎn)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(chǎn)品中維生案C的含量分別可達(dá)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(shí),入口溫度為92~97℃,塔內(nèi)溫度為74~80℃,出口溫度為50~53℃。
從天然物中提取的產(chǎn)品中,維生素C含量較低,成本較高,實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,較少采用。
⑦萊氏法。是由瑞士巴塞爾大學(xué)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(jìn)。該法自30年代問世以來(lái),一直為世界各國(guó)普遍使用至今。
但萊氏法工藝路線復(fù)雜冗長(zhǎng),輔料消耗量較大。
③兩次發(fā)酵法。針對(duì)萊氏法的缺點(diǎn),自20世紀(jì)60年代開始,世界各國(guó)的科學(xué)家都致力于簡(jiǎn)化縮短該反應(yīng)路線的研究,研究重點(diǎn)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(zhuǎn)化生成2—酮基—L—古羅糖酸。
兩次發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的基本原理就是用微生物發(fā)酵法來(lái)代替菜氏法中部分化學(xué)合成反應(yīng)。在L—山梨糖之前以及2—酮基—L—古羅糖酸之后的工藝過(guò)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(zhuǎn)化成2—酮基—L—古羅糖酸,其工藝過(guò)程主要 為:
將D—山梨醇轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)—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(guó)科學(xué)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(chǎn)酸菌,以條紋假單胞菌為伴生菌的自然共生菌絲。單獨(dú)培養(yǎng)時(shí),前者生長(zhǎng)緩慢且產(chǎn) 酸能力微弱,而后者根本不產(chǎn)酸,但兩者共同發(fā)酵時(shí),卻能將L—山梨糖直接轉(zhuǎn)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(chǎn)時(shí),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(jīng)雙酶法或酸酶法水解成葡萄糖水溶液。調(diào)節(jié)葡萄糖濃度為40%~50%,加人占 葡萄糖質(zhì)量5%的鎳—鋁—鈦?zhàn)鞔呋瘎?,?.5MPa壓力下,通入氫氣還原葡萄糖成山梨醇。反應(yīng)結(jié)束后,過(guò)濾除去催化劑,用離子交換法除去還原液中的離子 雜質(zhì),加入活性炭脫色并經(jīng)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(nèi)循環(huán)氣升式發(fā)酵罐中,加水調(diào)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(duì)數(shù)期再提高濃度。接種弱氧化醋酸桿 菌進(jìn)行發(fā)酵,調(diào)節(jié)PH值至6.2—6.8,溫度28—30℃,罐內(nèi)壓力0.02~0.1MPa,通氣量0.6~1vvm。經(jīng)14~33h發(fā)酵后,山梨糖收 率可達(dá)96.5%。第一次發(fā)酵各階段的培養(yǎng)基組成實(shí)例如表所示。
第—次發(fā)酵結(jié)束后,將發(fā)酵繆升溫至8℃保持10min進(jìn)
行殺菌。補(bǔ)充所需的原輔料,調(diào)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(jìn)行共
生發(fā)酵,所用培養(yǎng)基組成如表下所示。
發(fā)酵過(guò)程中,當(dāng)芽袍菌開始生成芽孢時(shí),氧化葡萄糖酸桿菌開始產(chǎn)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(shí),酸的產(chǎn)生也達(dá)到高峰。為了保證 產(chǎn)酸的正常進(jìn)行.應(yīng)定期補(bǔ)充堿液調(diào)節(jié)PH值至7.0,以中和所產(chǎn)生的酸轉(zhuǎn)變成鹽,這樣有利于產(chǎn)酸菌的繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)酸。
經(jīng)過(guò)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(shí),發(fā)酵即達(dá)到終點(diǎn),此時(shí)的溫度略有升高,為(32±1)℃,PH值為7.2。過(guò)濾或離心除去菌體蛋白,發(fā)酵液經(jīng)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(jìn)一步轉(zhuǎn)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(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成維生素C的3個(gè)過(guò)程,共需76—80h就可完成,比萊氏法縮短了很多時(shí)間。以D—葡萄糖為原料,經(jīng)此法生產(chǎn)維生素C的總得率為44.5%—46.7%。
兩次發(fā)酵法為我國(guó)首創(chuàng),其專利技術(shù)已于1985年9月轉(zhuǎn)讓給世界上維生素C最大的生產(chǎn)廠羅氏公司。
(3)用途
我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)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(shí)際使用中,本品可應(yīng)用于許多食品中,包括水果、蔬菜、肉、魚、下果、飲料及果汁等。
應(yīng)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(jìn)肉紅色的亞硝基肌紅蛋白的產(chǎn)生,防止肉制品的褪色,同時(shí)抑制致癌物質(zhì)亞硝胺的生成。
應(yīng)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(yīng)用于水果和蔬菜加工,主要用來(lái)抑制褐變,保持風(fēng)味和顏色。
用作維生素強(qiáng)化劑時(shí),我國(guó)《食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(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(qiáng)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(xiàng)
因本品容易被氧化,應(yīng)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(gòu)體,分子子式C6H7Na06‘H20,相對(duì)分子質(zhì)量216.12。
(1)性狀
D—異抗壞血酸鈉為白色至黃白色晶體顆?;蚓w粉末,無(wú)臭,稍有咸昧,熔點(diǎn)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(zhuǎn)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(gòu)體,因而在化學(xué)性質(zhì)上與L—抗壞血酸相似,但耐熱性差,還原能力強(qiáng),所以異抗杯血酸抗氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)L—抗壞血酸,且價(jià)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(rèn)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(chǎn)工藝
以葡萄糖為原料,接種假單孢菌屬的熒光桿菌,經(jīng)通氣發(fā)酵.得α—酮葡萄糖酸鈣,經(jīng)酸化、除鈣后,加甲醇和少量硫酸進(jìn)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(jīng)精制即可得到產(chǎn)品。
(3)用途
我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(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(shí)際應(yīng)用中,常用來(lái)作為抗氧化劑和防腐保鮮劑廣泛應(yīng)用于食品中。
在肉制品腌制過(guò)程中,可用來(lái)代替維生素C,作為發(fā)色助劑,同時(shí)可減少亞硝酸鈉的用量,并保證產(chǎn)品質(zhì)量。
在水果加工過(guò)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(jìn)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(wàn)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(zhǎng)啤酒保質(zhì)期兩個(gè)月,仍保持啤酒原來(lái)的清亮和風(fēng)味。
用于防止冷凍魚氧化時(shí),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(xiàng)
異維生素C鈉在結(jié)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(jiǎn)稱為TP。主要化學(xué)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(fù)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(zhì)。
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(chǎn)物為原料提取的多酚類物質(zhì)中,茶多酚含量大于95%,其中兒茶素類占70%~80%,黃酮化臺(tái)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(jī)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(guò)氧化值幾乎不變,而末添加茶多酚的食用油過(guò)氧化值則增大一倍。耐酸件良好,在 PH值2—7范圍內(nèi)均十分穩(wěn)定。光照或PH值大于8時(shí)易氧化聚合,遇鐵離子生成綠黑色化合物。
茶多酚具有較強(qiáng)的抗氧化作用,尤其酯型兒茶素EGCG,其還原性甚至可達(dá)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(qiáng)。其對(duì)動(dòng)物油脂的抗氧化效果優(yōu)于對(duì)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(duì)細(xì)菌也有廣泛的抑制作用,如對(duì)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(duì)真菌、酵母、乳酸菌及醋酸菌均無(wú)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(duì)食品中的色素具有保護(hù)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(chǎn)工藝
從茶葉及其副產(chǎn)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(zhì)浸提出來(lái),利用茶多酚物質(zhì)能與Ca2+、Al3+、Zn2+、Bi2+、Ag+、Hg2+、 Sb3+等金屬離子產(chǎn)生絡(luò)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(lái),然后用酸轉(zhuǎn)溶,最后用乙酸乙酯抽提出來(lái),精制后即得產(chǎn)品。
上述金屬鹽中多用鈣鹽.因?yàn)槠渌柠}在成品中殘留對(duì)人體有害。鈣鹽既可用氯化鈣也可用碳酸鈣,但用氯化鈣時(shí)要用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值≥8時(shí)方可產(chǎn)生沉淀。用碳酸鈣或石灰則無(wú)需調(diào)節(jié)PH能直接產(chǎn)生沉淀。國(guó)內(nèi)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(yù)處理:主要是除雜等。片末茶可不經(jīng)粉碎,整形茶須用粉碎機(jī)粉碎,以便提高浸出率。
浸提:將茶原料用質(zhì)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(zhì)量比的沸水浸提約0.5h后過(guò)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(diào)至堿性,佼茶多酚沉淀下來(lái)。離心后即得含有茶多酚的沉淀物。
轉(zhuǎn)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?。河玫润w積的乙酸乙酯萃取,重復(fù)萃取2次,即可將茶多酚從酸化液中轉(zhuǎn)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(fù)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(jí)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(zhì)和其他雜質(zhì)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(duì)茶多酚純度要求不同,去雜的程度也不同,同時(shí)所用抽提茶多酚的試劑較多,因此萃取法具體操作時(shí)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(guò)程中攪拌數(shù)次。過(guò)濾,濾渣再用2—3倍含水乙醇重復(fù)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(zhì)。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(shí),也可以得到咖啡堿、茶葉復(fù)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(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(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(diǎn)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(jì))。
實(shí)際應(yīng)用時(shí),茶多酚常作為抗氧化劑及防腐劑廣泛用于動(dòng)植物油脂、水產(chǎn)品、飲料、糖果、乳制品、油炸食品、調(diào)味品及功能性食品的抗氧化、防腐保鮮、護(hù)色、保護(hù)維生素、消除異味及改善食品風(fēng)味等。另外,茶多酚也可以在日化、醫(yī)藥等行業(yè)中應(yīng)用。
在食用動(dòng)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(duì)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(chǎn)品如魚、蝦等加工和保鮮過(guò)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(shí),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(jìn)行干燥,直到肉 表面不見液滴為止。肉制品表面的蛋白質(zhì)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(xì)菌的生長(zhǎng),防止腐敗變質(zhì)的效果。
在乳制品如干酪、牛奶、奶粉、麥乳精及豆奶等產(chǎn)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(yīng)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(zhì),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(hù)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(diào)味品中添加0.002%~0.02%茶多酚,對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量效果明顯。
(4)使用注意事項(xiàng)
茶多酚在光照或PH值大8時(shí)易氧化,遇鐵易變色,使用時(shí)應(yīng)盡量避免。
4. 植酸
又名環(huán)己六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸,簡(jiǎn)稱PA,分子式C6H18O24P6,相對(duì)分子質(zhì)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(wú)水乙醇和甲醇,不溶于苯、氯仿和乙醚等。水溶液為強(qiáng)酸性,其水溶液的pH 值:濃度1.3%時(shí)為0.40,0.7%時(shí)為1.7,0.13%時(shí)為2.26、0.013%時(shí)為3.20。遇高溫易分解,若在120℃以下短時(shí)間加熱,或 濃度較高時(shí),則相對(duì)穩(wěn)定。
植酸有很強(qiáng)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(gè)酸羥基都能對(duì)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(jià)金屬離子形成不溶性鰲合物。
(2)生產(chǎn)工藝
植酸廣泛存在于植物體內(nèi),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(dá)10%以上。植酸在植物體內(nèi)不是以游離狀態(tài)而是以鈣鎂復(fù)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(zhuǎn)變成可溶性的植酸,然后,通過(guò)離子吸
附、沉淀等方法,將植酸從溶液中分離出來(lái),再經(jīng)過(guò)反復(fù)置換和精制處理,即可得到產(chǎn)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(chǎn),其主要工藝流程如圖3—4所示。
粉碎:米糠餅先粉碎,過(guò)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(shí)需加入酸浸液質(zhì)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(zhì)、糖類 進(jìn)人酸浸液,不時(shí)攪拌。浸泡時(shí)間,冬季為6—8h,夏季為4—6h。夏季為了防止其腐臭,必要時(shí)可加入少量水楊酸作防腐劑。
過(guò)濾:酸浸后的萃取液,靜置一段時(shí)間澄清后,吸取上層清液并過(guò)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(guò)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(guò)濾:靜置后虹吸棄去上清液,再注入清水反復(fù)洗滌.至洗液不再呈淺黃色、無(wú)酸根、PH值等于7為止。最后將下層白漿用泵打人壓濾機(jī)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(diào)節(jié)溶液的PH值至3.5,使植酸鈣轉(zhuǎn)化為草酸鈣沉淀,并將植酸游離出來(lái)。
脫色:酸溶液經(jīng)過(guò)濾除去草酸鈣后,用活性炭脫色,過(guò)濾后,濾液進(jìn)行離子交換。
離子交換:過(guò)濾液先通過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂(732型或Amberlite 2R-120),使陽(yáng)離子NNH4+、Na+、Ca2+、Mg2+等與H+交換。然后讓流出液再通過(guò)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(guò)真空蒸發(fā),濃縮至植酸含量達(dá)到70%,即為產(chǎn)品。
⑦以米糠為原料,采用離子交換樹脂法生產(chǎn),其主要工藝流程如圖3—5所示。 酸浸:取粉碎過(guò)篩的脫脂米糠粉10kg加人稀硫酸調(diào)PH值至3~4,在不斷攪拌下浸漬3—4h,過(guò)濾得第一次浸提液。糠渣中加入稀硫酸調(diào)PH值至4—5, 不斷攪拌下浸漬2~3h,過(guò)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(guò)717(201× 7)型陰離子交換樹脂(該樹脂預(yù)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(zhì)和糖 類),再用0.15mol/L氯化鈉洗脫無(wú)機(jī)磷(用鉬藍(lán)法檢測(cè)),直到洗脫液使鉬藍(lán)試劑不再顯藍(lán)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(yáng)離子樹脂交換:將上述植酸鈉溶液用10%稀植酸調(diào)pH值為5~6,通過(guò)732(00l×7)型陽(yáng)離于交換樹脂(該樹脂預(yù)先處理為H+型),當(dāng)植酸流經(jīng)該交換柱時(shí),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(guò)濾后,濾液減壓濃縮(溫度不超過(guò)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(chǎn)。其主要工藝過(guò)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(guò)濾后,先 用ca(oH)2調(diào)PH值至2—4,后用NaoH調(diào)PH值至6—8,分離出菲汀沉淀.水洗后,通過(guò)陽(yáng)離子交換柱得稀植酸溶液,經(jīng)活性炭脫色.再經(jīng)真空濃縮 得到50%的植酸。植酸的產(chǎn)率達(dá)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(guò)程中加入少量的溶劑,使浸提液中蛋白質(zhì)含量大大降低。第二種是在提取菲汀過(guò)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(jī)磷含量大大提高,蛋白質(zhì)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(zhì)含量進(jìn)一步降低,提高了植酸產(chǎn)品的純度。
(3)用途
我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB2760一1996)規(guī)定:用于對(duì)蝦保鮮,可按生產(chǎn)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(shí)際應(yīng)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(duì)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(duì)較差。
用于水產(chǎn)品罐頭,植酸DJ以防止鳥糞石結(jié)晶的形成和變色的產(chǎn)生。在大馬哈魚、鱒色、蝦、金槍魚及墨斗魚等罐頭中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有玻璃狀結(jié)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(chǎn)生這種物質(zhì)。貝類罐頭在加熱殺菌時(shí)可產(chǎn)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(jié)合,產(chǎn)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(lán)斑。蟹是節(jié)足動(dòng)物,其血液 中含有血藍(lán)蛋白,是一種含銅的血色素蛋白。加熱殺菌時(shí)所產(chǎn)生的硫化氫與銅反應(yīng),容易發(fā)生變藍(lán)現(xiàn)象。添加0.1%的植酸和1%的檸檬酸鈉可防止出現(xiàn)藍(lán)斑。
植酸可以防止鮮蝦變黑。鮮蝦變黑嚴(yán)重影響其外觀質(zhì)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(guò)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(guò)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(duì)連頭對(duì)蝦 防黑變效果顯著。該配方可以達(dá)到連頭對(duì)蝦經(jīng)6個(gè)月以上凍藏(—18℃)不變紅也不變黑(如果溫度波動(dòng)很小,可達(dá)到9—10個(gè)月不變黑),其質(zhì)量仍然能達(dá)到 我國(guó)對(duì)蝦一級(jí)鮮度標(biāo)準(zhǔn)和出口對(duì)蝦—級(jí)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
植酸也可用于水果及蔬菜的保鮮。經(jīng)對(duì)黃瓜、西紅柿、香蕉等的試驗(yàn)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(guò)低,效果差;濃度高于2%,由于酸性較強(qiáng),使果蔬表面pH值改變較大,效果也不大理想。
對(duì)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(xiàng)
有人認(rèn)為植酸能鰲合微量金屬離子,對(duì)人體有不利之處,但多年食用證明其對(duì)人體無(wú)毒害作用