更新时间:2023-05-03 22:50
D-异抗坏血酸(D-Isoascorbic acid;D-2,3,5,6-四羟基-2-己烯酸-γ-内酯),亦称赤藻糖酸、异维生素C,分子式C6H8O6,分子量为176.13。它是维生素C的一种光学异构体,因而与维生素C有相似的化学性质,属于水溶性抗氧化剂。D-异抗坏血酸是以葡萄糖等为原料,经发酵制得的2-酮基-D-萄糖酸,再经酯化、酸化、精制等步骤生产的食品添加剂。
外观
D-异抗坏血酸为白色至浅黄色结晶性粉末或颗粒,无臭,味酸,干燥状态下在空气中相当稳定,但在溶液中遇空气则迅速变质。
结构
D-异抗坏血酸是维生素C的光学异构体,其分子结构如图1所示(分子式勘误:五元环两个连羟基的碳中间应该为双键)。
溶解性
D-异抗坏血酸是一种水溶性的化合物,极易溶于水(40g/100mL),可溶于乙醇(5g/100mL),难溶于甘油,不溶于乙醚和苯。0.1%水溶液的pH值为3.50,而1%水溶液的pH值为2.80。
稳定性
D-异抗坏血酸熔点166-172℃,并分解;遇光逐渐变黑,重金属离子会促进其分解。化学性质类似于抗坏血酸,但几乎无抗坏血酸的生理活性作用(仅约1/20)。抗氧化性较抗坏血酸佳,价格亦较廉,但耐热性差。D-异抗坏血酸有强还原性,遇光则缓慢着色并分解,重金属离子会促进其分解。
安全性
D-异抗坏血酸LD50为18g/kg(大鼠,经口);ADI无需规定规定(FAO/WHO,1994),FDA对其鉴定为“公认为安全”(GRAS)。
D-异抗坏血酸可参与人体生理代谢,但对是否影响L-抗坏血酸的吸收,有不同的见解:其一认为它不影响人体对L-抗坏血酸的吸收,并有利尿解毒作用;其二认为它在人体内与L-抗坏血酸有竞争作用,从而影响对L-抗坏血酸的消化吸收与生力营养作用的发挥。
抗氧化剂;护色剂
根据食品的种类,选用D-异抗坏血酸或其钠盐。D-异抗坏血酸可以防止肉类制品、鱼肉制品、鲸肉制品、鱼贝腌制品、鱼贝冷冻品等的变质,或与亚硝酸盐、硝酸盐合用提高肉类制品的发色效果(如pH在6.3以上,则与柠檬酸、乳酸等合用)。肉类制品中D-异抗坏血酸的添加量为0.5~0.8g/kg。在桃子、苹果酱中D-异抗坏血酸的用量为0.2%,水果罐头750~1500mL/L,天然果汁80~110mL/L,啤酒30 mL/L。
质量指标
GB 22558-2008《食品添加剂 D-异抗坏血酸》规定如图2所示。
限量标准
GB 2760-2011《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定,D-异抗坏血酸可在各类食品中按生产需要适量使用。
鉴别试验
1.溶解性:易溶于水;溶于乙醇。按OT-42方法测定。
2.试样的水溶液无需加热能立即还原高锰酸钾试液(TS-193),并产生棕色沉淀。
3.在2.0%试样液2rnl中,加水2ml、碳酸氢钠0.1g和硫酸亚铁约0.02g。振摇后放置。应出现深紫色。再加5ml稀硫酸试液(TS-241)后则消失。
4.按GB/T 617规定的方法测定,样品熔点范围:164~172℃(分解)。
5、含量分析:取预经真空干燥器(硫酸)干燥3h后的试样约0.400g,溶于新煮沸并冷却后的水100ml和稀硫酸试液(TS-241)25ml的混合液中。加数滴淀粉试液(TS-235)作为指示剂,立即用0.1mol/L碘液滴定此溶液。每ml 0.1mol/L碘液相当于异抗坏血酸(C6H8O6)8.806mg。
D-异抗坏血酸在自然界的分布尚无报道,市场销售的异抗坏血酸均为人工合成。D-异抗坏血酸的生产方法主要有间接发酵、酶法、基因工程法、间接发酵法、直接发酵法四种。
间接发酵法
国内外D-异抗坏血酸的生产普遍采用的是间接发酵法。间接发酵法生产D-异抗坏血酸是采用发酵与与合成相结合的方法。首先利用细菌将葡萄糖转化为2-酮基-D-葡萄糖酸(2-KGA),再以2-酮基-D-葡萄糖酸(2-KGA)或者2-酮基-D-葡萄糖酸钙(2-KGCa)为起始原料经酯化、酸化等工艺合成D-异抗坏血酸。
直接发酵法
通过在发酵培养基中接种真菌,可直接生产D-异抗坏血酸,能直接产生D-异抗坏血酸的菌种主要为青霉菌。直接发酵法的生产代谢途径包含两步:一是葡萄糖被葡萄糖氧化酶催化氧化成D-1,5葡萄糖酸内酯,D-1,5-葡萄糖酸内酯同时会转化成D-1,4-葡萄糖酸内酯,这是一步可逆反应,由于D-1,5-葡萄糖酸内酯在中性条件下不稳定,会水解成葡萄糖酸;二是葡萄糖酸内酯在葡萄糖酸内酯氧化酶的作用下,转变成D-异抗坏血酸,同时在转化的过程中有个未知的含有1,5内酯环的中间产物生成。
酶法
酶法是指在一定的温度和酸度下,内酯酶(如葡萄糖酸内酯酶、内酯脱氢酶等)可以将溶液中的2-KGA转化为D-异抗坏血酸。采用酶法生产异抗坏血酸,尽管酶具有高效性和专一性,没有底物的反馈抑制作用,反应步骤简单,但是葡萄糖酸内酯酶比较难得,酶的活性及其性质也并不清楚,酶的比率难以确定,且产率太低,工业应用价值很低。
基因工程法
基因工程法是将青霉中的糖内酯氧化酶的基因克隆到酵母中,并在酵母中表达,由此通过酵母来发酵生产D-异抗坏血酸。基因工程法虽然其产量还达不到工业化生产的要求,但是相对于酶法其产量大幅提高,且克服了铁离子对青霉抑制作用这一难题,为异抗坏血酸的直接发酵的工业化做出了重要的一步。