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葡萄糖内脂

葡萄糖内酯,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。

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。

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 [1]

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、巧克力、香蕉等甜味果子露和果冻中,是复合膨松剂中的主要酸性物质,能缓慢产生碳酸气,可以生产别具风味的糕点。

此外,GDL还可作为螯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。

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、磷酸二氢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NaOH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- [2]

以葡萄糖酸钙为原料生产内酯

该法先将葡萄糖酸钙通过无机酸分解或离子交换树脂脱钙得葡萄糖酸溶液。如将100份浓硫酸加入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:将葡萄糖酸液减压浓缩至浆状,加入低级酮类非溶剂,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的烷醇,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 [2]

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