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環保納米噴鍍食品級還原劑抗壞血酸結構制備應用

發布時間:2018-10-24 13:50:21

                                         

納米噴鍍還原劑~抗壞血酸

維生素C又叫L-抗壞血酸,是一種水溶性維生素,首次從檸檬汁中結晶出來。本品存在于新鮮的水果、蔬菜,特別是棗、辣椒、番茄、苦瓜、柑橘、檸檬等食物中。人類不能自身合成維生素C。抗壞血酸在體內參與一系列重要的代謝過程,包括直接刺激多肽合成 ,參與膠原形成中脯氨酸和賴氨酸的水解,參與腎上腺素的合成,以及參與葉酸到亞葉酸的轉化等。而且抗壞血酸還能促進鐵離子在胃腸道的吸收,除了作為營養物質外還具有廣泛應用。

維生素C不足不只是引起壞血病,維生素C還與病毒抑制因子的產生有關,因而維生素C對預防及治療感冒有很大的作用。同時還有讓膽固醇值下降的作用,保持女性排卵的退性作用。對抗精神壓力有極大作用,因而白領階層女性易適當補充維生素C。此外維生素C對于美容、抗過敏、抗組織胺均有一定作用。維生素C含量最多的食物為檸檬,一個檸檬只有250毫克的維生素C,補充500毫克的維生素C,一天必須吃20個這樣酸的水果才行。適量補充維生素C對于維持身體健康,預防疾病,將起到極大的作用。
另外,維生素C除用作營養增補劑及抗氧化劑,是我國 GB2760-1996規定允許使用的食品用抗氧化劑,用于果汁、罐頭、飲料、果醬、糖果、乳制品、肉制品及面粉改良劑;還可用作飼料添加劑等。


【概況】
通用名稱:抗壞血酸 
英文名稱:ascorbic acid            
別名:維生素C;vitamin C;L-木糖型抗壞血酸;L-3- 氧代蘇己糖醛酸內酯;Lemascorb;Hybrin;Redoxon;Xitix
化學名:L-2-烯醇己糖酸內酯 
【理化性質】
一種水溶性維生素。白色結晶,有酸味,熔點190~192℃(分解),相對密度1.65(25℃),比旋光度+48°(c=1,甲醇,23℃),不溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚、油類和脂肪,溶于水、乙醇。在水中的溶解度: 5℃時35、45℃時 40、100℃時80。水溶液濃度與pH的關系: 0.5% 時pH=3、5%時pH=2。遇光顏色變深。干燥狀態下比較穩定,但水溶液很快被氧化分解,在酸性溶液中較穩定。在中性或堿性溶液中極易被氧化,微量金屬離子(如Cu2+、Fe2+等)促進其氧化,遇光、熱均不穩定。分子中兩個烯醇式羥基脫去氫被氧化成脫氫抗壞血酸,后者也可加氫還原成抗壞血酸,在代謝反應中可作氫的載體。本品是一種二烯醇化合物,在本品的水溶液中加碳酸氫鈉,可形成烯醇鈉。
【制備方法】
1. 從含維生素C較豐富的水果、蔬菜、綠茶中提取。
2. 一般大多采用萊希斯坦(Reichstein)法。以葡萄糖為原料,在阮萊鎳催化劑作用下加壓氫化,生成山梨糖醇,再用黑醋酸桿菌(Acetobacter suboxydans)進行好氧發酵,生成L-山梨糖醇,在硫酸催化作用下與丙酮縮合,制得雙丙酮-L-山梨糖醇,再在堿性條件下用高錳酸鉀氧化,生成二丙酮-L-葡萄糖酸,在硫酸催化作用下與甲醇進行酯化反應,制得2-酮- L-葡萄糖酸甲酯,再與甲醇鈉作用,生成 L-抗壞血酸鈉,最后加熱用鹽酸處理,可制得。或者,在生成雙丙酮-L-山梨糖醇后,再在硫酸鎳溶液存在下,與次氯酸鈉反應,過濾除去雜質,用鹽酸中和,析出沉淀,即可制得二丙酮- L-葡萄糖酸。再按上面步驟進行酯化等過程。

葡萄糖在納米噴鍍工藝中也是一種不可缺少的原料,其價格低廉,在納米噴鍍工藝生產中被廣泛應用,山梨糖醇山梨醇在環保納米噴鍍工藝中可代替肼類還原劑使用,避免對環境的污染。

【作用機制】
分子中兩個烯醇式羥基脫去氫被氧化成脫氫抗壞血酸,后者也可加氫還原成抗壞血酸,在代謝反應中可作氫的載體。在生物體內,除了作二氫葉酸還原酶和脯氨酸羥化酶的輔酶,以及與谷胱甘肽、NADP+的氧化還原反應偶聯進行細胞呼吸外,主要通過自身的氧化使許多需要有自由巰基的蛋白或酶處于還原狀態,從而維持其生物活性。對細胞間質的形成和維持牙齒、骨骼、血管和肌肉的正常功能,以及增強機體對疾病的抵抗力有重要作用。
【生理功能】
抗壞血酸因有抗壞血病的作用而得名。此外還具有以下生理功能:
1. 抗壞血酸能激活羧化酶,促進組織中膠元蛋白抗體的形成,使膠元蛋白能夠包圍癌細胞,因此,它具有抗癌作用;能參與神精介質、激素的生物合成;
2. 能將膽固醇轉化為膽汁酸,因此大量維生素C可使高膽固醇血癥患者的固醇下降;
3. 還參與體內氧化還原反應,這與谷胱甘肽密切有關,體內的氧化型谷胱甘肽可使還原型抗壞血酸氧化成膽氫抗壞血酸,而后者又可被還原型谷胱甘肽變成還原型抗壞血酸。
4. 抗壞血酸可將運鐵蛋白中的Fe3+還原為Fe2+,促進鐵的吸收,對缺鐵性貧血有一定的輔助療效;
5. 提高機體應激能力。
【應用】
在醫藥領域作用
1)膠原蛋白的合成:膠原蛋白的合成需要維生素C參加,所以VC缺乏 ,膠原蛋白不能正常合成,導致細胞連接障礙。膠原蛋白占身體蛋白質的1/3,生成結締組織,構成身體骨架。如骨骼、血管、韌帶等,決定了皮膚的彈性,保護大腦,并且有助于人體創傷的愈合。
2)治療壞血病:血管壁的強度和VC有很大關系。當體內VC不足,微血管容易破裂,血液流到鄰近組織。這種情況在皮膚表面發生,則產生淤血、紫癍;在體內發生則引起疼痛和關節漲痛。嚴重情況在胃、腸道、鼻、腎臟及骨膜下面均可有出血現象,乃至死亡。
3)預防牙齦萎縮、出血:牙齦是軟組織,當缺乏蛋白質、鈣、VC時易產生牙齦萎縮、出血。維生素C有助鞏固細胞組織,有助于膠原蛋白的合成,能強健骨骼及牙齒,還可預防牙齦出血,長期服用對牙齒、牙齦無害而且有益。    
4)預防動脈硬化:可改善脂肪和類脂特別是膽固醇的代謝,防止膽固醇在動脈內壁沉積,甚至可以使沉積的粥樣斑塊溶解。      
5)抗氧化劑:可以保護其它抗氧化劑,如維生素A、維生素E、不飽和脂肪酸,防止自由基對人體的傷害。
6)治療貧血:使難以吸收利用的三價鐵還原成二價鐵,促進腸道對鐵的吸收,提高肝臟對鐵的利用率,有助于治療缺鐵性貧血。
7)防癌:豐富的膠原蛋白有助于防止癌細胞的擴散;VC的抗氧化作用可以抵御自由基對細胞的傷害防止細胞的變異;阻斷亞硝酸鹽和仲胺形成強致癌物亞硝胺。曾有人對因癌癥死亡病人解剖發現病人體內的VC含量幾乎為零。 
8)治療糖尿病:抗壞血酸能促進胰島素分泌,降低血糖。此外,抗壞血酸能降低組織細胞內山梨醇水平,升高肌醇含量,恢復 Na+- K+- ATP 酶活性,促進胰島素分泌,清除自由基并具有抑制脂質過氧化物生成的作用,可防治糖尿病的慢性并發癥。
9)保護作用:在人的生命活動中,谷胱甘肽和酶保證細胞的完整性和代謝的正常進行至關重要。由于大多數哺乳動物都能靠肝臟來合成維生素C,所以并不存在缺乏的問題;但是人類、靈長類、土撥鼠等少數動物卻不能自身合成,必須通過食物、藥物等攝取。
10)酶:谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸組成的短肽,在體內有氧化還原作用。它有兩種存在形式,即氧化型和還原型,還原型對保證細胞膜的完整性起重要作用。VC是一種強抗氧化劑,其本身被氧化,而使氧化型谷胱甘肽還原為還原型谷胱甘肽,從而發揮抗氧化作用。
11)提高人體的免疫力:白細胞含有豐富的VC,當機體感染時白細胞內的VC急劇減少。VC可增強中性粒細胞的趨化性和變形能力,提高殺菌能力,預防和治療感冒等;促進淋巴母細胞的生成,提高機體對外來和惡變細胞的識別和殺滅;參與免疫球蛋白的合成。提高CI補體酯酶活性,增加補體CI的產生;促進干擾素的產生,干擾病毒mRNA的轉錄,抑制病毒的增生。     
12)提高機體的應急能力:人體受到異常的刺激,如劇痛、寒冷、缺氧、精神強刺激,會引發抵御異常刺激的緊張狀態,使交感神經興奮、腎上腺髓質和皮質激素分泌增多。腎上腺髓質所分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素是有酪氨酸轉化而來,在此過程需要VC的參與。
在食品中的應用
1)在腌肉制品中的應用:幾乎在所有肉類腌制中都有應用,我國目前鹽水火腿、火腿腸、紅腸、臘腸和風干腸中,都開始添加抗壞血酸。在市場上出售的乳化劑中,抗壞血酸也是其中的主要成份,一方面可以使腌制時間縮短,即加快亞硝酸鹽的呈色作用;另一方面還具有一定的抑制肉毒梭狀芽抱桿菌的作用,促進亞硝酸鹽的抗肉毒毒素作用。
2)在果蔬罐頭中的應用:可以除掉果蔬雄頭中殘留的氧氣,阻止色素氧化;抑制酶促揭變的作用,抑制了由于醒類化合物聚合引起的產品褐變。另外,將抗壞血酸同檸檬酸結合使用,可以增加抗壞血酸的護色效果。
3)在啤酒、飲料等中的應用:抗壞血酸能結合氧而成為除氧劑,并具有鈍化金屬離子的作用,可用于啤酒、無醇飲料、果汁等的抗氧化劑,以防止褪色、變色、風味變劣和其它由于氧化而引起的質量問題。
4)在糧油制品中的應用:面粉中加入抗壞血酸,在攪拌期間被空氣中的氧氣氧化及抗壞血酸氧化酶和金屬離子鈣、鐵等的催化,轉化成脫氫抗壞血酸。脫氫抗壞血酸才能對面筋蛋白質起氧化劑的作用,已成為國內外最廣泛使用的面粉品質改良劑、面團改良劑、面包添加劑的主要成分,面粉改良劑。

在電鍍工藝中的應用
1)在鋅鐵合金電鍍工藝中的應用:在電鍍鐵(合金)溶液中加入抗壞血酸及其它羥基羧酸作還原劑,可以加速金屬組分的溶解速度;加速Fe3+還原為Fe2+;鍍液濃度可維持在適當范圍。
2)在鎳合金電鍍工藝中的應用:鎳鐵鍍液中加入抗壞血酸、異抗壞血酸或 者 是兩者的混合物,可使鍍層光亮、整平,硬性、韌性好;在硫酸鹽鍍鎳錳鋅合金鍍液中加入抗壞血酸,可以使溶液更加穩定;在鎳鈷鋅合金電鍍工藝中加入抗壞 血酸可使其更光亮、緊密;在鎳鐵鉆合金電被工藝中加入可使鍍層的線膨脹系數非常小;在鎳鐵鉻合金、鎳銅鋅合金電鍍工藝中也有一定的應用。
3)在鍍金(合金)工藝 中的應用:添加抗壞血酸可以可以改善鍍液的穩定性,長時間工作也具有優良的品質,仍舊能鍍出白色、光亮的金錫鍍層。
4)其他:在防銀變色、成分分析、鈍化處理工藝中也具有一定的應用。

5)在納米噴鍍工藝生產中主要用于還原劑使用。