葡萄糖酸钠生产工艺及用途

发酵法生产葡萄糖酸钠淀粉制糖工段
葡萄糖是淀粉糖工业中产量最大、应用最广泛、品种最多的 一类产品，既有各种不同DE值（表示在干物质中还原糖含量 （以葡萄糖计））的中转化葡萄糖浆，也有不同规格的结晶葡萄 糖和全糖粉。葡萄糖既可以是最终的产品，也可以作为发酵以及 其他衍生物的中间体。因此葡萄糖是淀粉加工行业的基础原料。
葡萄糖酸钠的生产方法-发酵法
葡萄糖酸钠生产历史
1870年发现葡萄糖酸。 1880年首次发现醋酸菌可用于葡萄糖酸的生产。 1922年在黑曲霉中检测到葡萄糖酸的存在。 1924年发现采取中和酸的方法，黑曲霉能高效地将葡萄糖转化为葡萄糖 酸。 1952年，发明了添加NaOH、维持pH的方法生产葡萄糖酸钠，形成了现 代工业深层发酵的基层。
通过加入减水剂，水对水泥比能够减小。 通过加入葡萄糖酸钠能够 获得如下的效果： 1、 增进工作性在水对水泥比不变的情况下，加入葡 萄糖酸钠能增进工作性。这时，葡萄糖酸钠是起增塑剂的作用。在葡萄 糖酸钠加量在0.1%以下时，其改进工作性 的程度与加入量成正比。 2、 增进强度当水泥含量保持不变而混凝土中的水含量可降低（即W/C降低）。 当葡萄糖酸钠的加入量为0.1%时，加水量可减少10%。 3、 降低水泥含 量，水和水泥含量以同比例降低，W/C比保持不变。此时，葡萄糖酸钠作 为水泥减量剂。 一般情况下，下列两方面对混凝土的性能说很为重要： 收缩和产生热量。
葡萄糖酸钠的应用
医药行业：
用于医药方面，可以调节人体 内酸碱平衡，以恢复神经正常 作用，钠对维持细胞外渗透压 和容量，调节酸碱平衡，发挥 神经肌肉的正常功能具有重要 作用。
葡萄糖酸钠的应用
食品行业：
现在人们对食品安全更为重视，不仅要安全、健康，特别 对“三高”更加谨慎，防止“高血压、高血脂、高血糖”。为此， 提倡低盐，限制食盐加量，联合国粮农组织提倡每人每天摄入 食盐量不超过6g。采用新型呈味剂调料葡萄糖酸钠或葡萄糖酸 钾就是其中之一，不仅能赋予食品酸味，还能作pH调节稳定剂， 改善食品呈味性，防止蛋白质变性，掩盖不良苦味、涩味，能 代替食盐制低钠盐、无盐食品，有益健康，现在日本已经上市 销售。
葡萄糖酸钠的应用
葡萄糖酸钠作为缓凝剂：
葡萄糖酸钠能够显著延缓混凝土的起始的和终了的凝固时间。在用 量为0.15%以下时，起始凝固时间的对数与配加量成正比例关系，即配加 量加一倍，起始凝固 的时间延迟到十倍，这就使能工作的时间从很少几 个小时延长到几天而无损于强度。 特别是在热天和需要放置的时间较长 时，这是一项重要的优点。
葡萄糖酸钠在食品行业的应用
葡萄糖酸钠的功能特长与应用：
2、呈味改善剂
有机酸盐在加工过程中应用于盐渍，作改善呈味的调味料，但往往达 不到理想效果，葡萄糖酸盐本身呈味优良，有掩盖苦味、臭味的功能，如 在掩盖大豆蛋白臭、鱼臭、镁离子的苦味等方面，均优予其它有机酸盐。
a、改善高甜度甜味料的呈味性： 低热量高甜度甜味剂有益健康，但在呈 味性上一般难与砂糖的味质完美相比，经美国、日本试验，葡萄糖酸钠有 明显改善高甜度甜味剂天冬甜精、甜菊苷、糖精的味质，天冬甜精与葡萄 糖酸钠并用能达到砂糖一样的甜味质。
葡萄糖酸钠在食品行业的应用
葡萄糖酸钠的功能特长与应用：
2、呈味改善剂
c、改善鱼酱的鱼臭：在鱼类加工品鱼酱中加入葡萄糖酸钠0.5%能显著降 低鱼臭味，优于使用乳化、覆盖等方法来减低鱼臭味，改善鱼品进口摄入 口味的办法。
d、掩盖镁苦味：葡萄糖酸钠有掩盖镁、锌、铁等微量金属特别是镁的特 有苦味的效果，适合添加到饮料及健康食品中。
葡萄糖酸盐进入人体后代谢为葡萄糖酸，能促进人体有益 细菌双歧杆菌的增值，促进人体健康。
葡萄糖酸钠在食品行业的应用
葡萄糖酸钠的呈味性：
苹果酸钠、柠檬酸钠、乳酸钠等有机酸盐在食品加工中用于pH调整， 改善呈味性等，但这些有机酸盐呈味性低，影响食品味质。葡萄糖酸钠和 葡萄糖酸钾比其他有机酸盐的阈值高，没有苦味、涩味、刺激性，呈味性 优。
阈酸钠在食品行业的应用
葡萄糖酸钠的功能特长与应用：
1、调整pH功能：葡萄糖酸的缓冲pH范围为3—4，酒石酸缓冲范围虽 比葡萄糖酸低，但因为有强酸味不适合做缓冲剂。葡萄糖酸最适合作低pH 范围的缓冲剂的食品添加剂。
饮料pH4以下，一般在65℃下杀菌时间为10min，既能避免杀菌加热对 饮料素材的影响，又能节省能源，是饮料生产过程管理的重要性一环，其 它有机酸盐难以实现pH4以下杀菌所能达到上述要求，而葡萄糖酸钠能符 合上述要求又不影响饮料呈味性，因此葡萄糖酸钠是最优良的食品加工pH 缓冲剂。
葡萄糖酸钠的应用
混凝土外加剂（减水剂和缓凝剂）：
作用：延长混凝土凝结时间、降低 混凝土的塌落损失、提高混凝土的 强度。 随着城市高层建筑和城市搅拌站及 高铁、水利等基础建设的发展，葡 萄糖酸钠作为减水剂和缓凝剂使用， 取得了良好的效果，世界范围内推 广迅速。
葡萄糖酸钠的应用
葡萄糖酸钠作为减水剂：
葡萄糖酸钠的应用
其他行业：
葡萄糖酸钠是制造D-葡萄糖酸、D-葡萄糖酸-δ-内酯及葡萄糖盐酸盐 的原料。
葡萄糖酸钠在电镀行业中，作电镀添加剂，可在较高温度下操作，并 可直接镀得金光亮镀层，不必再经过抛光镀铬，除锈性能好。
葡萄糖酸在显影行业中，在显影剂中添加适合量，会使图像变得清晰 无污点。
葡萄糖酸钠的生产方法
葡萄糖酸钠的应用
钢铁表面清洗剂：
钢铁表面如需要镀钵、镀铬、镀锡、 镀镍以适应特殊用途时，如制造马口 铁，镀锌板，表面镀铬（电度）等， 其钢坯表面均需经过严格清洗，使镀 层物与钢铁表面牢固结合，这时候其 清洗药剂中添加葡萄糖酸钠将会达到 十分理想的效果。
葡萄糖酸钠的应用
玻璃瓶专用清洗剂：
解决了玻璃容器以及其他容器表面 所残留的化学药剂污染，符合食品 安全要求，解决了洗涤水环保要求 （不含磷）排放。 在10-50%NaOH共存时表现出十 分优越的螯合力和对钙的溶解力， 具有除去瓶贴和使玻璃瓶表面挂 水的卓越能力，有良好的防结垢 能力和脱锈能力。
化学法
均相化学氧化法、电解氧化法以及多相催化氧化法
酶反应法
发酵法
葡萄糖酸钠的生产方法-化学法
均相化学氧化法
结晶葡萄糖加水溶解后加入催化剂，控制一定的温度，滴加次氯酸 钠溶液，同时滴加离子膜碱来控制反应体系的PH值，使平衡向生成葡萄 糖酸钠的方向移动。然后过滤、浓缩，利用氯化钠溶解度不葡萄糖酸钠 溶解度低的特性，浓缩后先析出氯化钠，然后析出葡萄糖酸钠，来进行 提纯，可得葡萄糖酸钠含量在95%（质量分数）以上的产品。
葡萄糖酸钠的生产方法-酶法
利用酶制剂（葡萄糖氧化酶＋过氧化氢酶）将葡萄糖氧化葡萄糖酸同时 流加NaOH中和生成葡萄糖酸钠精制后即为成品。 酶法省去营养盐类辅料，工艺简单、产品纯度较高、能耗低。 缺点：葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶价格较高，随着酶制剂水平的提高， 酶活力增加，酶成本下降，长远来看，酶法工艺替代发酵工艺将成为行 业未来的发展趋势。
•葡萄糖酸钠生产工艺
葡萄糖酸钠的性质
葡萄糖酸钠又称五羟基乙酸钠，是一种白色或淡黄的结晶粉末，易溶 于水，10%水溶液的PH值为6.2—7.8，微溶于醇，不溶于醚，熔点约为 206℃。 分子式：C6H11NaO7
分子量：218.14
分子结构：
葡萄糖酸钠的应用
葡萄糖酸钠在工业上用途十分广泛，葡萄 糖酸钠可以在建筑、纺织印染和金属表面处理 以及水处理等行业作高效螯合剂，钢铁表面清 洗剂，玻璃瓶清洗剂，电镀工业铝氧着色，特 别是在混凝土外加剂方面的发展，随着城市高 层建筑和城市搅拌站及高铁、水利等基础建设 的发展，葡萄糖酸钠作为减水剂和缓凝剂使用， 取得了良好的效果，世界范围内推广迅速。
采用次氯酸钠氧化法生产葡萄糖酸钠具有转化率高、工艺过程简单、成 本低的优点，但其中步骤多，副产物多，产物难于分解，因此在应用上 受到限制。
葡萄糖酸钠的生产方法-化学法
电解氧化法
电解氧化法是基于电化法的原理，在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖 溶液，在加入适宜的电解液，在一定温度，一定电流密度下恒电流电解。 其工业参数的确定因加入电解质的不同确定。例如，以溴化钠为电解质 时，葡萄糖浓度为23.5%温度控制在40℃，电流密度为1A，电解质浓度 为2%，电解过程中碳酸钠可一次性加入。电解结束后，将电解液浓缩、 结晶即得葡萄糖酸钠晶体。
葡萄糖酸钠和葡萄糖酸钾有优良的呈味阈。葡萄糖酸钠无刺激性，无 苦涩味，盐味质接近食盐，阈值远高于其他有机酸盐，是食盐(无机盐)的5 倍、苹果酸钠的2.6倍、乳酸钠的16.3倍。葡萄糖酸钠和葡萄糖酸钾在食品 加工中用于调节pH，改善食品呈味性，代替食盐加工成健康的低盐或无盐 (无氯化钠)食品，对增进人体健康、丰富人们生活起很大作用。
葡萄糖酸钠在食品行业的应用
葡萄糖酸钠的功能特长与应用：
3、代替食盐用于食品加工：在食品加工中食盐不仅赋予食品咸味，还 有抑菌等效果，使用时往往量加大。制酱时，盐还有防止杂菌使麦曲正常 发酵作用，但不能加盐太多。当今时兴低盐酱，采用在发酵过程中缓缓添 加乙醇控制发酵，但工序繁琐。日本中央研究所研究使用葡萄糖酸钠代替 食盐进行味噌（大豆酱）发酵，能使发酵正常，又能达到制减盐或无盐(无 NaCl)味噌。在制面包时形成生面团需要食盐，用葡萄糖酸钠可代替100% 食盐可制得减盐面包或无盐面包，可以起到延长食品保存，减少脱水作用 的功能。葡萄糖酸钠还可代替食盐用于食品加工中改良特性，调整发酵， 赋于食品保存性、脱水作用等各种功能。葡萄糖酸钠中钠仅占分子量的 10.05%(食盐中钠占分子量的39.3%)，相同量的葡萄糖酸钠和食盐，前者 钠量仅为后者的1/4，因此，用葡萄糖酸钠完全可代替食盐加工减盐甚至无 盐食品。
电解氧化法在工业生产中能耗大，不易控制，因此工业生产中很少采 用。
葡萄糖酸钠的生产方法-化学法
多相催化氧化法
多相催化氧化法是在反应罐中加入一定浓度的葡萄糖溶液和催化剂， 再向反应系统中通入适量的空气，控制恒定的反应温度和pH，反应结束 后，经过滤、浓缩结晶、离心干燥得到葡萄糖酸钠晶体。