D-异抗坏血酸钠(又称赤藻糖酸钠、异维生素C钠、异VC钠,是一种食品保鲜、助色、抗氧、防腐剂。 D-异抗坏血酸钠的 化学 名称为D-2,3,5,6-四 羟基 2- 己烯 酸-γ- 内酯 钠,化学分子式为C 6 H 7 NaO 6 ,相对分子质量为198.11,是维生素C的D异型异构体 钠盐 。 D-异抗坏血酸钠为白色或微黄色的结晶颗粒或粉末,无臭,有咸味; 熔点 153.9~163.9℃;易溶于水,几乎不溶于乙醇。
D-异抗坏血酸钠的 抗氧化 性能优于抗坏血酸及其钠盐,因而作为抗氧、防腐保鲜助色剂广泛用在肉类、果蔬等食品的加工和保鲜;在化妆品中作为 抗氧化剂 阻止油脂过氧化物产生,增效抗氧化作用;在涂料中作为抗氧化剂能产生很好的抗氧化和护色效果。 D-异抗坏血酸钠用于 雪茄 中可以有效降低了卷烟主流烟气中一氧化碳、一氧化氮和焦油的释放量。 此外,它还可以用于毛纺工业增加耐光度;用于电镀、锅炉去氧、石油工业铁的稳定剂等方面。
1933年,麦克雷(Maccre)与席特(B·Schiedt)用 甲醇钠 处理甲基α- 葡萄糖酸时,偶然获得一种游离酸,次年被定名为D-异构抗坏血酸。 1945年,埃塞伦(W.B.Esselen)等人证实了D-异抗坏血酸的 抗氧化 性能,能够稳定果汁色泽和保持风味,可以作为果汁和其他 食品加工 的 抗氧化剂 。 D-异抗坏血酸钠没有以天然形式存在。 工业生产D-异抗坏血酸钠主要分为两部分,先制取D-异抗坏血酸,再以与 碳酸钠 或 氢氧化钠 反应制得异抗坏血酸钠。 D- 异抗坏血酸 的制备方法有间接发酵法、直接发酵法、酶法和 基因工程 法。
相关历史
15世纪开始, 欧洲 大量远洋探险海员或军人因患 坏血病 死于海上。直到1747年, 英国皇家海军 杰姆·林德(J·Lind)发现可以饮用 橘子汁 、柠檬汁治疗和预防坏血病。 1907年,霍尔斯特(A.Holst)和普洛奇(T.Frolich)通过动物实验证明 柠檬 存在可以治疗坏血病的物质,其和维生素一样是人体必不可少的重要物质,故将其命名为“ 维生素c ”。 1932年金(C.G.King)和沃(W.A.Waugh)从柠檬中分离出一种结晶,证明该物质就是具有 抗坏血酸 活性的维生素C,将其命名为更有特色的“ ” 。
1933年,麦克雷(Maccre)与席特(B·Schiedt)用 甲醇钠 处理甲基α-酮葡萄糖酸时,偶然获得一种 游离酸 ,次年被定名为D-异构抗坏血酸。 1945年,埃塞伦(W.B.Esselen)等人往葡萄汁、 番茄汁 中添加D-异 抗坏血酸 ,证实了D-异抗坏血酸的 抗氧化 性能,并优于L-抗坏血酸,能够稳定 果汁 色泽和保持风味,可以作为果汁和其他 食品加工 的 抗氧化剂 。
理化性质
物理性质
D-异抗坏血酸钠 为白色或微黄色的结晶颗粒或粉末,无臭,微有咸味; 熔点 153.9~163.9℃;易溶于水,几乎不溶于 乙醇 ,1% 水溶液 pH为7.4。
化学性质
D-异 抗坏血酸钠 的 化学 名称为D-2,3,5,6-四 羟基 2- 己烯 酸-γ- 内酯 钠,化学 分子式 为C 6 H 7 NaO 6 ,相对分子质量为198.11,是 维生素C 的D异型异构体 钠盐 。 D-异抗坏血酸钠,其干燥品在空气中相当稳定,在其水溶液中遇空气、金属离子、热、光时均不稳定,易被氧化。 D- 异 抗坏血酸 钠的 抗氧化 性能优于抗坏血酸及其 钠盐 ;D- 异抗坏血酸 是 维生素C 的一种立体异构体,在化学性质上与维生素C相似,属于水溶性 抗氧化剂 。 当加热时, D-异抗坏血酸钠 会分解放出 一氧化碳 、 二氧化碳 和 氧化钠 等有毒 烟雾 。 D-异坏血酸几乎无 天然维生素c 的生理功效,也不会阻碍人体对抗坏血酸的吸收。
应用领域
食品工业
在食品工业,D-异抗坏血酸钠是公认安全无毒害的食品抗氧、防腐保鲜剂,广泛用于肉类、果蔬天然饮料、果酒、 果汁 、罐头食品、腌制品、 烘焙食品 和 沙拉 等方面。
肉类应用
肉或蔬菜的腌制过程中很容易产生 亚硝酸盐 类致癌物质,蔬菜的腌制添加 D-异抗坏血酸钠 能有效地抑制亚硝酸盐的形成。 肉类腌制加入D-异抗坏血酸钠主要有 抗氧化 、护色和减少致癌物质 亚硝胺 的产生;其主要作用机理是肉中的 肌红蛋白 与 亚硝酸 盐降解形成的 一氧化氮 结合,形成 亚硝基化合物 肌红蛋白,D-异抗坏血酸钠可将三价肌红蛋白还原成二价肌红蛋白,同时将 亚硝酸钠 转化成亚硝酸进而产生 一氧化氮 ,从而起到加速腌制、促进发色的作用。 此外,在肉类保鲜和腌制中添加D-异抗坏血酸钠能减缓脂肪氧化和 蛋白质 氧化的速度,减少硫代 巴比妥酸 反应物(thiobarbituric acid,TBARS)的产生。
果蔬应用
果蔬,特别是削皮受损的果蔬容易氧化褐变,可以利用 D-异抗坏血酸钠 的 抗氧化 性抑制酶的活性和消耗氧达到抑制褐变,达到防止果品、蔬菜褐变,延长保鲜期。 在果蔬饮料中添加D-异抗坏血酸钠可以保护 维生素c 不被破坏,能防止由于氧化生成物的产生从而引起的变色、异味和混浊现象,起到保持原有色、香、味的作用。在啤酒中能去除陈腐气味,增强啤酒风味稳定性,给啤酒提供多重的抗氧化保护,延长啤酒的 保质期 。
其他应用
异抗坏血酸 、异抗坏血酸钠和抗坏血酸 棕榈酸酯 等 抗氧化剂 是化妆品中的抗氧化成分,能阻止油脂 过氧化物 形成,延缓动植物油等氧化变质,和配合 维生素e 使用具有增效抗氧化作用。 在 雪茄 中添加一种抗坏血酸或异抗坏血酸的 碱金属 盐与抗坏血酸或异抗坏血酸组成的 混合物 ,可以有效降低了卷烟主流烟气中一氧化碳、 一氧化氮 和焦油的释放量。 将D-异抗坏血酸和/或其盐作为抗氧化剂加入涂料,可以使涂料产生很好的抗氧化和护色效果,缓解老化现象产生。 此外,D-异抗坏血酸钠还可以用于毛纺工业增加耐光度;用于 电镀 、锅炉去氧、石油工业铁的 稳定剂 等方面。
制备方法
D-异抗坏血酸钠 没有以天然形式存在。 D- 异抗坏血酸 钠 的生产制备主要分为两部分,先制取D-异抗坏血酸,再以与 碳酸钠 或 氢氧化钠 反应制得异抗坏血酸钠。
间接发酵法
间接发酵法利用细菌( 假单胞菌属 、 沙雷氏菌属 、 欧文氏菌属 、 葡萄糖酸 杆菌属或醋酸杆菌属)将葡萄糖转化为2- 酮基 D-葡萄糖酸,再以2-酮基-D-葡萄糖酸为起始原料经 化、转化和精制工艺制成D-异抗坏血酸钠。
直接发酵法
直接发酵法通过在发酵 培养基 中接种 青霉菌 ,可直接生产D- 异抗坏血酸 。直接发酵法的生产 代谢途径 包含两步, 葡萄糖 被葡萄糖氧化酶 催化 氧化成D-1,5-葡萄糖酸内酯,D-1,5-葡萄糖酸内酯同时会转化成D-1,4-葡萄糖酸内酯,然后在葡萄糖酸内酯氧化酶的作用下,转变成D- 异抗坏血酸 。
酶法
酶法,是指在一定的温度和酸度下, 内酯酶 (如 葡萄糖酸 内酯酶、内酯 脱氢酶 等)可以将溶液中的2- 酮基 D-葡萄糖酸转化为D- 异抗坏血酸 。酶法具有高效性和专一性,没有 底物 的 反馈抑制 作用,反应步骤简单的优势。
基因工程法
基因工程法,是指将 青霉 中的糖 内酯 氧化酶的基因 克隆 到酵母中,并在酵母中表达,由此通过酵母来发酵生产 异抗坏血酸 。
安全事宜
毒性
动物研究: D-异抗坏血酸钠 粉末撒在兔子完好或磨损的皮肤时不会引起皮肤刺激的迹象;兔的 结膜 囊滴入D-异坏血酸钠粉末会引起结膜轻微和短暂的发红,在24小时内消退; 雌性 大鼠在 妊娠 期间每天口服1030mg/kg剂量的 异抗坏血酸钠 不会引起母体或胎儿毒性。
人体暴露和毒性: D-异坏血酸钠不会引起培养的人 胚胎 成 纤维细胞 中的染色体畸变或姐妹染色 单体 交换。
健康相关
急性/慢性危害:眼睛和皮肤直接接触D-异抗坏血酸钠有刺激性。 D-异抗坏血酸钠 加热分解时,放出 一氧化碳 、 二氧化碳 和 氧化钠 等有毒 烟雾病 。
储存事宜
D-异坏血酸钠需容器密闭储存,存放在阴凉干燥的地方,避免阳光直射、强热源或结冰。储存区域应由 耐火材料 制成,酌情在储存和使用区域标识警告和“禁止吸烟”标志。
消防相关
D-异抗坏血酸钠可能会燃烧,但不易点燃;涉及D-异抗坏血酸钠的火灾可以用干粉、 二氧化碳灭火器 控制,也可以使用水扑灭。
相关标准
食品添加剂使用标准(GB 2760-2014)规定: 异抗坏血酸钠 可用于浓缩 果蔬汁 (浆),按生产需要适量使用( 固体饮料 按稀释 倍数 增加使用量);用于 葡萄酒 ,最大使用量0.15g/kg(以 维生素c 计);在其他各类食品中按生产需要适量使用。