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多功效绿色食物增添剂-植酸

宣布时候:2011/4/29 13:51:13  打印本页 || 封锁窗口


 祝英群,刘捷
  (河南产业大学化学化工系,河南 郑州 450052)
  跟着人们对糊口品德的正视和对安康的寻求,对食物增添剂的请求愈来愈高。原国度计委、国度经贸委和农业部连系宣布的天下食物产业”十·五”成长计划中指出,我国食物增添剂成长的标的目的是自然、养分、多功效且宁静靠得住。植酸具备自然、无毒的特色,绝对分化增添剂而言加倍宁静靠得住,并且具备良多心理活性和保健功效,跟着对其研讨的深人,日趋展现出其多功效性。是以,植酸是一种机能优胜的绿色食物增添剂。
  最近几年来,天下列国都在加大研讨和开辟力度,日本、美国等国度已把植酸作为首要的开辟种类,出产才能和产量每一年都在增添,并不时开辟出新的用处。今朝我国固然建成了十几家植酸出产厂,但因为工艺掉队,出产进程中吞吐量大,出产占空中积较大,耗时耗能大,操纵规模也比拟小,仅限于金属加工、食物、医药等行业的低级操纵,另有良多范畴须要开辟。跟着人们绿色花费看法的进步,植酸在我国的开辟操纵远景必然会是很是广漠的。
1、植酸的理化特征
  植酸,大名环六醇六磷酸酯即肌醇六磷酸酯,份子布局式见图1。绝对份子量660.04,淡黄色或淡褐色的浆状液体,呈强酸性,易溶于水、95%的乙醇、丙酮,不溶于无水乙醚、苯、己烷、氯仿,加热则分化,浓度越高越不变。植酸份子中有12个酸性氢原子,其离解常数与pH的干系见表1。

  植酸首要以钙镁复盐(即菲丁)的情势普遍存在于自然动物种子、胚芽、麸皮、米糠中,几近不以游离态情势而存在。动物中植酸含量见表2:

  生物特征:(1)可增进氧合血红卵白中氧的开释,改良血红细胞功效,耽误血红细胞的保管期。(2)可与卵白质、多酚类物资产生固结反映。(3)肌醇局部具备维生素B类的心理功效和活性。(4)磷酸酯局部为微生物细胞膜的一种组分,同时也具备耐温、抗静电、防汽雾等特征。(5)无机磷局部是微生物自身的组分和其成长发育的一种有用养分物资。(6)有较强的酸性,并具备极强的配位才能。(7)无致毒性,宁静靠得住。植酸半致死剂量LD504. 2g1kg,食盐的半致死量LD504. 0glkgo植酸比食盐作为食物增添剂更宁静。(8)热不变性,植酸水溶液在低温下受热易分化,但在120℃以下,短时候内大抵不变,需低温、避光前提下贮存。
2、植酸的制备
  植酸的出产方式有化学分化、生物分化、溶剂萃取法三种。
2.1化学分化法
  环己六醇(肌醇)与无机磷酷分化,但该法无产业意思。
2.2微生物发酵法
  1971年,William发明粗拙链孢霉肌醇缺点型渐变株能产生植酸及其异构物,该法的关头题目是经由进程对泥土微生物作经心挑选,寻觅恰当产生菌,也可用诱变剂处置,选得肌醇缺点型菌株来出产植酸;还可用肌醇产生菌渐变定向生物分化植酸。现今基因克隆手艺已很成熟,可把体中有关植酸生物分化的基因克隆到合适的微生物中制备植酸出产工程菌,从而完成微生物发酵出产。这类方式是将来植酸出产的趋向。
2.3溶剂萃取法
  用稀强酸溶液浸泡含植酸钙的质料(如米糠、麸皮、玉米等)使植酸钙消融于浸渍液中,再颠末离子互换、脱色、稀释而制得。这是今朝普遍操纵的制备植酸的方式,其出产工艺流程首要有以下三种。
2.3.1积淀法
  工艺流程:质料→浸取→过滤→积淀→酸化→阳离子互换→脱色→稀释→成品检测→包装。
2.3.2离子互换法
  工艺流程:质料→浸取→过滤→阴、阳离子互换→脱色(树脂)→稀释→成品检测→包装。
2.3.3与纳米手艺相连系
  工艺流程:质料→浸取→过滤→超滤膜(纳滤膜)过滤(频频)→阳离子互换→脱色(树脂)→稀释(用纳滤膜稀释)→成品检测→包装。
3、植酸的操纵
  植酸是一种首要的无机磷系增添剂,具备怪异的心理功效和化学性子,在食物、医药、金属防腐、日化产业及塑料加工等产业方面具备普遍的操纵。
3.1食物产业
3.1.1抗氧化剂
  油脂和油脂含量较高的食物安排一段时候后,因为油脂的氧化感化而酸败蜕变,使其商品代价大为降落,而在此中加人少许植酸便可按捺其氧化和水解酸败。如在大豆油中增添0.01%-0.2%的植酸,可以或许使大豆油的抗氧化才能进步4倍;在花生油中插手少许的植酸,不只可以或许使其抗氧化才能进步40倍,并且还可按捺具备强致癌感化的黄曲霉素的天生。
3.1.2保鲜剂
  植酸作为食物保鲜剂,能有用地进步食物贮功效和改良食物品德,使其色、香、味坚持较永劫而养分不变。在贝类罐头中增添0.1%-0. 51%酸,鱼类中增添0.3%植酸,能有用地避免黑变及温变色。在牛肉保鲜剂中插手0.2%植酸可有用长其保质期。用植酸处置鲜果和蔬菜,其保质期显耽误,如草毒经植酸处置后,其Vc降解较着缓。
3.1.3护色不变剂
  酶性褐变和非酶性褐变是果蔬加工和蕴藏程中两大困难。植酸作为增添剂能有用减缓或阻这些反映的产生。如植酸和植酸钠对苹果汁避免变和菠菜汁加工进程的护色都有较好的感化。少许的植酸插手到面包、色拉等食物中,可以或许增食物中自然色素和分化色素的不变性。
3.1.4酒类降固剂
  在酿酒进程中,易带人一些金属离子(出格铁离子),同时其自身还含有必然的可溶性卵白厅多酚类物资,在贮存中这些固形物就会析出,从影响酒类的口胃和品德。增添适当植酸可有用地撤除金属离子和固形物。植酸净化稀糖蜜酒类及饮料用水时,可将此中的铁质去除99.5%以上。今朝以含植酸为首要成分的疾速止渴饮料已在日本役人了批量出产这类饮料合适于剧烈练习的活动员和低温功课的工人饮用,具备疾速止渴、新生神经机能和掩护脑、肝、眼等感化。
  另外,植酸还可用作酒类发酵增进剂,使酒味加倍醇厚。在麦芽糖等怡糖中增添适当植酸,可进步产物的通明度,并能坚持风韵、耽误保管期。植酸及其碱金属盐类可作为速溶咖啡的消泡剂和浮渣消弭剂。植酸还可用作豆酱、酱油、腌成品的变色退色避免剂、食物pH调理剂、面食及肉类食物的防腐剂等。
3.2医药
  植酸自身便是对人体无益的养分品,在人体内水解产物为肌醇和磷脂,前者具备抗朽迈感化,后者是人体细胞首要构成局部。
3.2.1作为药物
  植酸可增进机体内脂肪代谢,下降血脂,按捺胆固醇的天生,对医治肝、肾和CCl4中毒等均有较着疗效。植酸对红血球的活跃性起很大感化,能进步氧的保送和二氧化碳的排放才能,在血汗管疾病的医治中具备临床代价,同时植酸还可作为发育不全、磷缺少症等疾病的养分剂、强化剂。
    植酸能按捺癌细胞增殖而具备必然的抗癌感化,对胃癌、肠癌、皮肤癌等均有较好的疗效,植酸可被进一步加工成肌醇,作为防备和医治动脉硬化、脂肪肝与肝硬化的杰出药物。植酸可作为Vc,Vd,VB2,VE的不变剂,是分化综合维生素的首要质料。
3.2.2作药物出产发酵增进
  剂植酸作为发酵培育基成分,培育酵母、细菌和霉菌时,比通俗培育基成长好。在乳酸菌的培育基里加人植酸,可增进乳酸菌的成长;植酸培育卵白酶产生菌可以或许使卵白酶产量进步两倍;在深层发酵中植酸能按捺灰色链霉菌噬菌体增殖又不会影响链霉素发酵单元;将植酸加到含单抱丝菌属介质中,可增添庆大霉素及别的抗菌素产量和核黄素的产物,使产量大大进步。
3.2.3植酸盐的用处
  植酸钙含有易被人体接收的无机磷和钙,可用于医治拘楼病、骨疾、钙缺少等病症,并能增进人体的推陈出新,改良细胞养分,是一种养分滋补药品。植酸钠和植酸秘,能削减胃排泄物,可医治胃炎、十二指肠疾病及腹泻等症。植酸锡—99还可作为肝脏、脾、肾、肺及淋巴的扫描剂。
3.3金属防腐
  植酸可作为电镀增添剂。如在铁镍合金电镀液顶用植酸取代苯甲酸钠可增添镀件的出光速率和亮光度,在碱性镀锡液顶用植酸能取代氰化钠停止低氰或无氰电镀,不只大幅度进步产物品德、下降出产本钱,还能较着加重情况净化,从而有益于处置电镀中的无氰电镀题目。
  植酸也被普遍用于电镀金属资料的外表处置
中,如镀锌板经植酸处置后不只进步了锌板的抗蚀性,还进步了其外表与无机涂料之间的粘接力;经植酸停止外表处置后的镀锡板具备杰出的抗氧化性,耐磨性和焊接性,可抵当硫所引发的黑斑,有极佳的外表。植酸还被操纵于停止金属的无铬钝化。向防腐资料中插手少许植酸及其盐,能进步涂料的附出力和抗蚀才能。
3.4日化产业
  植酸能按捺磷酸钙和牙齿搪瓷质的消融才能,是以具备抗蛀牙的功效。在牙膏中插手1%的植酸,还可改良铝质软管中牙膏的机能,避免气体释出而产生的收缩。操纵植酸对多价阳离子的赘合机能,可增添到各类洗净剂中,如设置装备摆设锡板洁净剂、汽车收音机磁头洗濯剂、锅沪除垢剂等。
  植酸对处置座疮,改良皮肤色彩,增强血液轮回及增进毛发与指甲的成长有较好的结果,故可用于化装品制作中。如护肤霜中加人植酸能按捺酪氨酸酶,而这类酶是构成皮肤变黑的首要缘由,以是能起到美白感化。在洗发液中加人植酸则能有用地避免头屑的天生,并有抗菌及止痒感化,使头发柔嫩并富有光芒。作为洗濯剂的增添剂可避免衣服退色。
3.5塑料加产业
  植酸在高份子聚合物中能起到催化固化感化,可以或许有用地避免自聚结块。因为其抗静电的才能,能使烯烃聚合物具备杰出的通明度。比方在制备j聚铵酯时,增添少许的植酸可以或许加快其固化,进步产物的品德。植酸季铵盐是一种首要的外表活性剂,可作纺织、塑料的抗静电增添剂。
3.6其余范畴
  在硬水中,增添10—250mg/kg的植酸钠溶液可以或许使硬水硬化,避免金属铁积垢;在干性油、聚酯酸乙烯醇酸树脂、环氧树脂等各类涂料里增添1%植酸钠盐可改良涂层膜使其硬度、柔嫩性、抗蚀性大大进步;在柴油、汽油、火油、航空帆海等高等特种油中插手0.01%—0.05%植酸能有用地削减或避免****的产生;操纵金属元素与植酸有较强亲和力,可收受接管稀土元素或去除稀土元素。
4、感化机理
4.1抗氧化感化
  植酸的抗氧化特征在于它能与金属离子产生极强的赘合感化,即植酸与很多可增进氧化感化的金属离子鳌合而落空活性,同时开释出氢,粉碎自氧化进程中产生的过氧化物,使之不能持续构成醛、酮等产物,而产生杰出的抗氧化性。
4.2保鲜感化
  植酸作为果蔬保鲜剂,宁静无毒,操纵便利,其可以或许感化机理:一是操纵其抗氧化感化避免果蔬氧化蜕变;二是赘合果蔬表层的金属离子使其鞭策催化特征;三是封锁蔬菜、生果等食物表皮的气孔,按捺呼吸感化,削减水份流失和养分的耗损,同时按捺和抵当真菌的滋生与侵入。
4.3降固剂感化
  植酸的布局中含有六份子磷酸,完整解离时负电性很强,可与二价、三价阳离子(如Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+等)连系构成不溶鳌合物;碱性磷酸基团能与卵白质中质子化的氨基酸连系,构成不溶复合物,从而能有用地去除酒类中的固形物。
4.4抗癌感化
  植酸是一种杰出的抗癌物资。今朝猜测抗癌感化可以或许存在有几个方面的缘由:(1)植酸能按捺养分细胞中8-oxo-2`-脱氧鸟苷酸的构成。H202和Cu(II)感化产生GG和GGG序列的出格位点的毁伤。植酸作为一种抗氧化按捺剂,经由进程鳌合金属离子按捺H202天生的氧,从而产生抗癌功效。(2)植酸可以或许增进抑癌基因P53,抒发并经由进程多种路子来按捺血管构成,从而阻断血液供给,削减对瘤体的养分保送,使肿瘤处于“饥饿”状况而减少瘤体。将杀伤肿瘤细胞和按捺血管构成连系于一身,是一种抱负的抗肿瘤药物。(3)植酸具备抗氧化感化,能禁止轻基自在基产生,同时还能与细胞增殖有关的阳离子连系构成复合物,从而可以或许禁止癌细胞的增殖。
4.5金属防腐
  植酸份子布局中6个磷酸基只要一个处在a位,别的5个均在e位上,此中有4个磷酸基处于统一立体上,是以植酸在金属外表同金属络应时,易在金属外表构成一层致密的单份子掩护膜能有用地禁止O2等进人金属外表,从而抵当了金属的侵蚀。植酸处置后的金属外表因为构成的单份子无机膜层同无机涂料具备附近的化学物资,同时还因为膜层中含有的经基和磷酸基等活性基团能与无机涂料产生化学感化,是以植酸处置过的金属外表与无机涂料有更强的粘接才能。
5成长远景  植酸具备怪异的化学特征及出格的心理和药理功效,触及人类糊口的全进程,工、农、食物、医药、日化、金属防腐等各个范畴。出格是最近几年来疯牛病、口蹄疫和禽流感给人类安康敲响了警钟,食物及医药宁静题目变的日趋凸起。人们对绿色生态品与医药保健品的需要也将不时下跌。是以,植作为食粮加工副产物为质料出产出的具备多种途的自然食物增添剂,必将倍受各行业的喜爱,发远景很是广漠。

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