葡萄糖 内 ,英文名为delta-Gluconolactone,简称GDL或内酯,是由 葡萄糖 氧化成 葡萄糖酸 或其盐类,经纯化脱盐、脱色、浓缩、结晶而制得。在食品工业中用作 凝固剂 、 稳定剂 、 酸味剂 、保鲜剂和 防腐剂 ,是一种多功能 食品添加剂 。
物质简介
别名有:1,5-Gluconolactone; D-Glucono-1,5-lactone; D-Aldonolactone; D-Glucono- delta- lactone; Gluconic acid lactone; Gluconic lactone; Glucono delta-lactone
葡萄糖 内酯 正式的中文名称为:葡萄糖酸内酯,俗称:内酯,英文名简称:GDL。
化学性质
葡萄糖内酯白色结晶或结晶性粉末,无臭,味先甜后苦,呈 酸味 。 熔点 150~152℃(分解)。易溶于水(室温,60g/100mL),微溶于 乙醇 (1g/100mL),不溶于 乙醚 。在 水溶液 中 水解 为 葡萄糖酸 和 内酯 的 平衡溶液 ,新配制的1%的水溶液pH值为3.5,2h后变为2.5 。
产品推广
随着食品工业的发展,GDL在食品工业中应用日益增广,概括起来主要有以下几个方面:
一、用作 豆腐 凝固剂
采用GDL作为 蛋白质 凝固剂 生产豆腐,豆腐质地洁白细嫩,无用 卤水 或 石膏 所具有的苦涩味,无蛋白质流失,出豆腐率高,且使用方便。鉴于GDL单独使用时,豆腐有微酸味,因此常把GDL和 CaSO4 或其他凝固剂按1:3~2:3配比混合使用,其用量为干豆重的2.5%,温度控制4℃左右时效果很好。
二、作为奶类 胶凝剂
主要用于生产 酸奶 或奶酪,在工业使用中,用GDL酸化形成牛乳的 凝胶 强度是发酵型的2倍左右,其用量在添加0.025%~1.5%在牛乳中后使可使制品达到所需 凝乳 pH,而在添加3%时在30℃下保温所制得的牛乳凝胶与 DL-乳酸 发酵所制作的凝胶具有相似的结构。
三、作为品质改良剂
将GDL用于 午餐肉 和碎猪肉罐头,可增加 发色剂 的效果,从而降低毒性较大的 亚硝酸盐 的用量,同时GDL还具有 乳化作用 ,防腐作用等,从而提高肉糜罐头的品质,其最大用量为0.3%。
四、作为酸化剂
GDL可以添加于香草精、 蛋白巧克力 、香蕉等甜味 果子露 和 果冻 中,是 泡打粉 中的主要酸性物质,能缓慢产生碳酸气,可以生产别具风味的糕点。
此外,GDL还可作为 合剂 用在 乳制品 工业,啤酒工业中防止生成乳石、 酒石 ;作为蛋白南 絮凝剂 用于含 蛋白质 的工业 废水 处理中;作为 膨松剂 也被广泛的应用。
生产方法
以 葡萄糖 为原料生产 内酯
微生物发酵法
在15%~35%的葡萄糖溶液中加入 硫酸镁 、 磷酸氢二钾 和 磷酸氢二铵 等营养物质,接种 黑曲霉 菌种NRRL3,在30℃和pH6.5的条件下通气培养40h。过滤发僻液,再经后处理得 内酯 结晶。
葡萄糖氧化酶法
在35~37℃和Ph6的条件下,在 乙醇 水溶液 (如50%)中,葡萄糖氧化酶将葡萄糖氧化为内酯和 葡萄糖酸 的平衡溶液,反应过程中也加入 过氧化氢 酶 ,以分解所产生的 过氧化氢 。所得到的葡萄糖酸的溶液,经上述的后处理方法可得 内酯 结晶,此法 收率 可达98%。
催化 氧化法
在8%的 葡萄糖 水溶液300g中加入上述 Pd /C 催化剂 ,在50℃下通入空气,同时滴加 氢氧化钠 溶液,保持pH=9.0~9.5,当pH值不再下降时反应结束,滤去催化剂,用 阳离子交换树脂 处理得310g葡萄糖酸液。在70℃下 减压 浓缩至浓度80%~85%,冷却至40℃以下,加入 晶种 ,待结晶后过滤、干燥得22.6g 内酯 ,滤液再浓缩、结晶,又可得5.3g产品,总收率为93.3% 。
该法先将 葡萄糖酸 钙通过 无机酸 分解或 阴离子交换树脂 脱钙得葡萄糖酸溶液。如将100份 硫酸 加入500份水中,再加入葡萄糖酸钙,在60-85℃下保温1.5h;静置12h后过滤,滤液加 草酸 ,并在50℃下保温1h;静置后过滤得 葡萄糖 酸液,经后处理得内酯。后处理的方法有以下三种:
非 溶剂 结晶法:将葡萄糖酸液 减压病 浓缩至浆状,加入低级 类 非溶剂,缓缓搅拌冷却,使结晶析出,再经分离、洗涤、干燥得成品。此法操作简便, 收率 也较高。
分步结晶法:在52~54℃下将葡萄糖酸液浓缩至78%~85%,冷却至47~48℃,加入葡萄糖酸 内酯 晶种 ,并继续浓缩,待晶种长大后分离得第一批内酯结晶。 母液 以同样的方式继续蒸发浓缩。结晶经洗涤、干燥得成品,总得率为75%~78%。此法优点是不用 有机溶剂 ,但浓缩液黏度高,结晶分离操作困难。
共沸 脱水结晶法:向 葡萄糖 酸液中加入 C3 ~C4的 醇,在50℃和16kPa下 共沸 脱水。然后向浓缩液中投晶种, 降温结晶 ,再经分离、洗涤、干燥得成品。此法优点是体系黏度低,分离操作容易, 单程 收率 可达91%以上。