绿色化学植酸

绿色食品添加剂——植酸制作人：刘倩倩日期：2013-11-20主要内容一、植酸的物理性质二、植酸的制备方法四、植酸的作用机理五、植酸的产品质量检测三、植酸在食品工业中的应用一、植酸(phyticacid)的物理性质学名环六醇六磷酸酯即肌醇六磷酸酯。分子式：C6H18O24P6状态:淡黄色或淡褐色粘稠液体一、植酸的物理性质水溶性:呈强酸性、易溶于水、含水乙醇、丙酮，难溶于无水乙醇、甲醇；不溶于无水醚类、苯、已烷、氯苯等。其分子中有12个酸性氢原子，可分三步电离。一、植酸的物理性质(1)可促进氧合血红蛋白中氧的释放，改善血红细胞功能，延长血红细胞的生存期。(2)可与蛋白质、多酚类物质发生凝结反应。(3)肌醇部分具有维生素B类的生理功能和活性。(4)磷酸酯部分为微生物细胞膜的一种组分，同时也具有耐温、抗静电、防汽雾等特性。(5)有机磷部分是微生物本身的组分和其生长发育的一种有效营养物质。(6)有较强的酸性，并具有极强的配位能力。(7)无致毒性，安全可靠，植酸比食盐作为食品添加剂更安全。(8)植酸水溶液在高温下受热易分解，但在120℃以下，短时间内大致稳定，需低温、避光条件下储存。二、植酸的制备方法微生物发酵法1971年，William发现粗糙链孢霉肌醇缺陷型,突变株能产生植酸及其异构物，该法的关键问题是通过对土壤微生物作精心筛选,寻找适当产生菌，也可用诱变剂处理，选得肌醇缺陷型菌株来生产植酸；还可用肌醇产生菌突变定向生物合成植酸。当今基因克隆技术已很成熟，可把体中有关植酸生物合成的基因克隆到合适的微生物中制备植酸生产工程菌，从而实现微生物发酵生产。这种方法是未来植酸生产的趋势。二、植酸的制备方法用稀强酸溶液浸泡含植酸钙的原料(如米糠、麸皮、玉米等)使植酸钙溶解于浸渍液中，再经过离子交换、脱色、浓缩而制得。这是目前广泛应用的制备植酸的方法，其生产工艺流程主要有以下三种：沉淀法、离子交换法和与纳米技术相结合的方法。溶剂萃取法植酸的提取具体操作方法将实验室制备的植酸钙用蒸馏水洗去可溶性杂质,用10%左右的稀植酸溶液作溶剂溶解植酸钙、搅拌2h,经分离得到稀植酸溶液,经再生好的氢型001×7阳离子交换树脂处理,以除去其它阳离子,得到稀植酸溶液,此液体呈棕褐色浆状半透明。在参考了大量文献和实践后,在稀植酸中加入液体量2%的活性炭,并加热到45°C,同时搅拌,10min左右,经处理后得到无色透明澄清的溶液,经旋转蒸发器浓缩,在一定温度和压力下,制备出商品植酸。三、植酸在食品工业中的应用抗氧化剂保鲜剂护色稳定剂酒类降固剂三、植酸在食品工业中的应用抗氧化剂：油脂和油脂含量较高的食品放置一段时间后，由于油脂的氧化作用而酸败变质，使其商品价值大为下降，而在其中加人少量植酸即可抑制其氧化和水解酸败。如在大豆油中添加0．01％～0．2％的植酸，可使大豆油的抗氧化能力提高4倍；在花生油中加人少量的植酸，不仅可使其抗氧化能力提高40倍，而且还可抑制具有强致癌作用的黄曲霉素的生成。三、植酸在食品工业中的应用保鲜剂：植酸作为食品保鲜剂，能有效地提高食品贮存功能和改善食品质量，使其色、香、味保持较长时间而营养不变。在贝类罐头中添加0．1％～0．5％植酸，鱼类中添加0．3％植酸，能有效地防止黑变及高温变色。在牛肉保鲜剂中加人0．2％植酸可有效延长其保质期。用植酸处理鲜果和蔬菜，其保质期明显延长，如草莓经植酸处理后，其Vc降解显著减缓。三、植酸在食品工业中的应用护色稳定剂：酶性褐变和非酶性褐变是果蔬加工和储藏过程中两大难题。植酸作为添加剂能有效减缓或阻止这些反应的发生。如植酸和植酸钠对苹果汁防止褐变和菠菜汁加工过程的护色都有较好的作用。将少量的植酸加入到面包、色拉等食品中，可以增强食品中天然色素和合成色素的稳定性。三、植酸在食品工业中的应用酒类降固剂：在酿酒过程中，易带入一些金属离子(尤其是铁离子)，同时其本身还含有一定的可溶性蛋白质、多酚类物质，在储存中这些固形物就会析出，从而影响酒类的口味和品质。添加适量植酸可有效地除去金属离子和固形物。植酸净化稀糖蜜酒类及饮料用水时，可将其中的铁质去除99．5％以上。以含植酸为主要成分的快速止渴饮料适合于激烈训练的运动员和高温作业的工人饮用，具有快速止渴、复活神经机能和保护脑、肝、眼等作用。三、植酸在食品工业中的应用此外，植酸还可用作酒类发酵促进剂，使酒味更加醇厚。在麦芽糖等饴糖中添加适量植酸，可提高产品的透明度，并能保持风味、延长保存期。植酸及其碱金属盐类可作为速溶咖啡的消泡剂和浮渣消除剂。植酸还可用作豆酱、酱油、腌制品的变色退色防止剂、食品pH调节剂、面食及肉类食品的防腐剂等。四、植酸的作用机理抗氧化作用植酸的抗氧化特性在于它能与金属离子发生极强的螯合作用，即植酸与许多可促进氧化作用的金属离子螯合而失去活性，同时释放出氢，破坏自氧化过程中产生的过氧化物，使之不能继续形成醛、酮等产物，而产生良好的抗氧化性。四、植酸的作用机理保鲜作用植酸作为果蔬保鲜剂，安全无毒，使用方便，其可能作用机理：一是利用其抗氧化作用防止果蔬氧化变质；二是螯合果蔬表层的金属离子使其推动催化特性；三是封闭蔬菜、水果等食品表皮的气孔，抑制呼吸作用，减少水分散失和营养的消耗，同时抑制和抵制真菌的繁殖与侵入。四、植酸的作用机理降固剂作用植酸的结构中含有六分子磷酸，完全解离时负电性很强，可与二价、三价阳离子(如Ca2+、Mg2+、zn2+、Fe3+等)结合形成不溶螯合物；碱性磷酸基团能与蛋白质中质子化的氨基酸结合，形成不溶复合物，从而能有效地去除酒类中的固形物。产品质量检测对植酸进行了如下测定:植酸含量的测定(以C6H18O24P6计)(硝酸钍滴定法)、植酸中钙的测定(比浊法)、无机磷的测定(钼蓝比色法)、氯化物的测定(比浊法)、硫酸盐的测定(比浊法)、砷的测定(砷斑法)、重金属的测定(比浊法)。本研究工艺生产的植酸与化学工业部植酸(食品添加剂)标准--HG2684-95性能比较,见表1。表1植酸含量比较表项目标准本实验结果含量(以C6H18O24P6计)≥50%≥85%无机磷(以P计)≤0.02%≤0.02%氯化物(以Cl计)≤0.02%≤0.02%硫酸盐(以SO42-计)≤0.02%≤0.02%钙盐(以Ca2+计)≤0.02%≤0.02%砷(以As计)≤0.0003%未检出重金属(以Pb计)≤0.003%未检出外观淡黄色或浅褐色粘稠液体浅黄色粘稠液体植酸具有天然、无毒的特点，相对合成添加剂而言更为安全可靠，而且具有很多生理活性和保健功能，随着对其研究的深入，日益展示出其多功能性。