实实在在 服务化学

18117456465

400-700-8899

葡萄糖在工业上的用途

葡萄糖又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖。是自然界分布最广且最为重要的一种单糖,它是一种多羟基醛。纯净的葡萄糖为无色晶体,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。葡萄糖在生物学领域具有重要地位,是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物,即生物的主要供能物质。葡萄糖作为人体的基本元素和最基本的医药原料,其作用和用途十分广泛。尤其是随着广大人民生活水平的提高,葡萄糖作为蔗糖的替代用糖应用于食品行业,为葡萄糖的应用开拓了更广阔的领域。

葡萄糖在工业上的用途
一、发酵工业

微生物的生长需要合适的碳氮比,葡萄糖作为微生物的碳源,是发酵培养基的主料,如抗生素、味精、维生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等都需大量使用葡萄糖,同时也可用作微生物多聚糖和有机溶剂的原料。

1、抗生素发酵
葡萄糖是医药工业的重要原料,尤其是抗生素发酵必不可少的原料,抗生素中最主要的品种是青、链霉素,而这两种抗生素发酵都是以葡萄糖为碳底物。青霉素发酵以高DE值的葡萄糖液为底物,也可以用结晶葡萄糖母液,或DE值在95%以上的淀粉水解液(即葡萄糖液);链霉素发酵以结晶葡萄糖为主,也可用高DE值的葡萄糖液;其他如利福平也以葡萄糖为主要碳源;沽霉素、红霉索、麦迪霉素也是以葡萄糖为底物,只需少量淀粉;卡那霉素、庆大霉素等也需要用葡萄糖为底物。

2、氨基酸发酵
氨基酸是所有活细胞中蛋白质的基本成分,其营养价值极高,为医药上的营养补充剂和某些急病治疗剂,有的氨基酸可制成钠盐注射液,如谷氨酸钠注射液;氨基酸又是重要的食品调味品和添加剂,多数氨基酸特别是从发酵制得的氨基酸,是以葡萄糖为碳源生产的。如L-谷氨酸就是以葡萄糖或淀粉水解液为碳源,在较高通气条件下,中性PH,温度28~30℃,发酵36-48h,谷氨酸对葡萄糖的吸收率可达33%~50%;L-赖氨酸也是由葡萄糖发酵生产的,以葡萄糖为碳源,蛋白水解物和尿素为氨源,中性PH,2℃,通气良好的条件下,发酵3-4d,赖氨酸对葡萄糖的吸收率可达33%左右。

3、有机酸发酵
工业上重要的有机酸多数是通过葡萄糖或淀粉水解液发酵生产的,其中包括醋酸、柠檬酸、葡萄糖酸、乳酸和衣康酸,其他还有马来酸、富马酸和D-酒石酸也可用葡萄糖或淀粉水解液发酵制得。如食品工业用量最多的柠檬酸,以其独特的性能而80%用于食品工业,柠檬酸酸性温和并具有pH缓冲性,可作为pH稳定剂、增味剂和抗氧增效剂,约有10%用于医药作为药物释放的载体调味剂和抗凝血的组分,其余用于其他工业,如金属清洁刑、水泥凝结刑等。葡萄糖酸,葡萄糖经发酵,pH维持在4-7,通气须充足,经葡萄糖脱氢酶的氧化产生葡萄糖酸,用碳酸钙或氢氧化钠中和可制得葡萄糖酸钙或酸钠,也可采用专门菌种发酵后不经中和即可生产葡萄糖酸δ-内脂。葡萄糖酸发酵在通气充足时,葡萄糖酸对葡萄糖的收率可达90%,柠檬酸对葡萄糖的收率可达80%-85%。

4、酶制剂生产
酶工业近年来发展迅猛,由于其有效的、专一的催化作用,广泛在医药和食品及日用化工等方面应用。酶的发酵生产绝大多数都以葡萄糖或淀粉水解液为培养基,如细菌α-淀粉酶以淀粉液化液为培养基;葡萄糖异构酶就是以2%的葡萄糖为培养基生产的;蛋白酶的工业生产也是用葡萄糖为培养基。

5、微生物多聚糖发酵
当今开发了许多发酵法生产的微生物多聚糖,如黄原胶等均可用葡萄糖为底物发酵法制得,在食品工业上有多种用途。黄原胶主要用于纺织印染、石油钻探、食品添加剂、冷食调味品,亦可用于去除工业废水的金属离子,增强纸张强度以及用于橡胶等。

6、有机溶剂生产
葡萄糖为可发酵的糖,最适合于生产各种有机溶剂,如甲醇、丙酮、丁醇等。

二、食品工业

目前结晶葡萄糖主要用于食品行业,随着生活水平的提高和食品行业科技的不断发展,葡萄糖在食品行业的应用越来越广泛,今后很长一段时间内食品行业仍是最大的市场。

1、直接食用
葡萄糖不经过消化就能够被人体直接吸收,快速为人体补充能量,比较适合口服。可直接分装成各种规格的小包装(通常为500)或添加各种维生素成为多维葡萄糖,可按需要量直接食用,如用作婴儿糖料利于吸收、能够消除长期饮用奶粉产生的火气;各种冲剂糖料,如咖啡、可可、麦乳精、早餐添加的佐料;家庭日常糖料,如烧菜调料、甜食糖料,据实际应用者介绍,使用葡萄糖为家庭日常糖料优于蔗糖,杂质少,色、香、味都好;各种冷饮及夏季食品糖料,如冰绿豆汤、花生汤、酸梅汤等。

2、糖果业
葡萄糖已经由开始的只做添加剂转为主要原料,既提高了糖果的口味,又符合营养保健的要求。结晶葡萄糖还可以为口香糖和泡泡糖进行涂层并增加其甜度,它可以提高口香糖涂层的颜色和光泽,而且可以产生很凉爽的口感,同时它还为糖涂层提供很高的硬度.

3、焙烤行业
葡萄糖作为一种全新的高档食品添加剂,应用于各种糕点的生产制作,用来提高产品的风味、口感、色泽,尤其是能提高产品质量档次,已被业内人士大力推崇。
①.在焙烤食品中使用葡萄糖,不仅可以降低成本,还有意想不到的改善质量的效果。用于面包可以促进酵母生长,并产生气体,葡萄糖还易与面粉中的蛋白质和氨基酸产生美拉德反应,生产出金黄色的外皮和面包特有的香味。面包皮具有较好的韧性,搬运中不易破碎,并更易于切片。
②.在饼干、甜饼等焙烤食品生产中,用葡萄糖取代5%-25%的蔗糖,能在烘焙期间,使面团更加均匀的扩张,获得外表颜色更均匀的产品。
③.还有很多焙烤食品表面用糖霜,以往均用蔗糖磨细制备糖霜。如用葡萄糖粉代替蔗糖做糖霜,渗有50%葡萄糖粉的糖霜在色彩、质地、光亮度方面,与采用全蔗糖的糖霜相同,高室温长时间储存时,葡萄糖糖霜会表现出良好的流动性,不会出现明显的结块,其效果与纯蔗糖糖霜粉相同。

4、蔬菜加工业
随着国际市场的需求加大和蔬菜加工技术的不断进步,葡萄糖作为一种营养剂和保鲜剂,在高档保鲜、脱水蔬菜加工地位无可替代。各种蔬菜在脱水前均需添加糖类,其主要目的在于提高脱水效果;降低脱水后产品水分活度;防止脱水过程蔬菜体积过分收缩,复水后蔬菜易恢复原有的组织状态。一般在蔬菜热烫以后,加入糖类,并静置1小时,使糖类渗透到蔬菜的内部。常用的糖类有蔗糖、葡萄糖,最大用量达干物质的20%。如蔗糖价格高,可全部采用葡萄糖代替。

5、饮料
葡萄糖可降低冰点,防止蔗糖结晶,溶解时的吸热量比蔗糖高6.5倍,口感好(入口有清凉感),特别适于夏季冰制食品,如冰淇淋、冰糕、冰棍、冰水以及薄荷类食品;葡萄糖可作为载体,用为风味富集和扩充剂,并可提供甜味,如各种即食茶,柠檬茶、菊花茶、果茶及其它茶品;葡萄糖可平衡甜度,增加风味,用于浓缩果汁可代替30%的蔗糖,用于碳酸饮料可代替10%-20%的蔗糖;葡萄糖为单糖,分子量和热值都低于蔗糖,葡萄糖加至麦芽和其它制啤酒的原料中可加速发酵,并可获得相同酒精含量的低热啤酒,苹果酒及其它果酒因每年收获的果实含糖量有差异,可用葡萄糖来调节。

6、肉制品
葡萄糖在肉制品加工中的应用除了作为调味品,增加营养的目的以外,还有调节pH值和氧化还原的目的。对于普通的肉制品加工,其使用量为0.3%~0.5%比较合适。葡萄糖应用于发酵的香肠制品,因为它提供了发酵细菌转化为乳酸所需要的碳源,为此目的而加入的葡萄糖量为0.5%~1.0%,葡萄糖在肉制品中还作为助发色剂和保色剂,使腌制出的香肠具有红色,增添香肠的外观美。另外兼有杀菌防腐的作用,可以延长香肠保质期。

三、化学工业

葡萄糖在工业上的应用也很广,在印染制革工业中作还原剂,在制镜工业、热水瓶胆镀银及玻璃纤维镀银等化学镀银工业也常用葡萄糖作还原剂。在污水处理调试期间投加工业葡萄糖可以提供碳源,可以更好的培养细菌,提高污水的可生化性,用于水循环治理上。

1、葡萄糖在制革工业铬鞣剂制造中的应用:铬鞣剂是制造轻革(鞋面革、服装革)的最好的鞣剂。用铬盐制革已有100年的历史。所制皮革具有收缩温度高、弹性好、耐挠曲、耐水洗、坚实耐用等特点。铬鞣剂主要是碱式硫酸铬(也可用碱式氯化铬,但其鞣剂效果较硫酸铬差)。其制造方法是以葡萄糖或二氧化硫为还原剂,在硫酸溶液中将重铬酸盐还原成碱式硫酸铬,即制成铬鞣液,鞣液经浓缩、干燥后,可得到粉状铬鞣剂。

2、在污水处理中投加葡萄糖可以更好的培养细菌,提高污水的可生化性。污水处理中作为污泥营养源,比尿素来得快,若运行的系统中COD、BOD不足以供给菌种生长繁殖的话,就需要另外投加,以防污泥老化,生物活性降低。葡萄糖在稳定水质上具有非常重要作用,比如在亚硝酸盐和磷的污水中,由于葡萄糖粉可以用于协调效应,这就可以提升缓蚀的强度了。如果在不同的水源上进行试验,可以先用少量的工业葡萄糖来求得最合适的投放量,通常企业的生产工艺上会以固体和清水1:5的程度进行配对,先去完成溶解的过程再去添加水分进行稀释。所以,工业葡萄糖对现实生活的用水问题以及各种工业废水的处理都占有重要的应用价值,在工业污水的净化上取得不错的成效。

四、合成和转化

葡萄糖可氢化、氧化、异构、碱性降解、酯化、乙缩醛化反应等,合成或转化为其他产品。如氢化制山梨醇;氧化制葡萄糖醛酸、二酸等,并可进一步制成酸钙、酸钠、酸锌以及葡萄糖酸δ内酯;异构化为F42、F55、F90果葡糖浆和结晶果糖;也可异构化为甘露糖(生产甘露糖醇原料),其中山梨醇可进一步生成维生素C,被广泛应用于临床治疗,而且甘露醇15%在临床作为一种安全有效的降低颅内压药物,来治疗脑水肿和青光眼。

葡萄糖还可用于聚葡萄糖的生产,聚葡萄糖属于水溶性的膳食纤维,是一种低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物,还具有益生元的特点,它是由天然存在的葡萄糖、少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成,是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能最好的膳食纤维之一,可用于各种食品的纤维强化,取代食品中的糖和脂肪,改善食品的质构和口感。

五、医药工业

葡萄糖是一种能直接吸收利用,补充热能的碳水化合物,是人体所需能量的主要来源,在体内被氧化成二氧化碳和水,并同时供给能量,转化成糖源或脂肪的形式贮存,葡萄糖能促进肝脏的解毒功能,对肝脏有保护作用。主要用于补充热能和体液,用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失,用于身体虚弱、营养不良等补助营养。其医药上的主要用途可分为口服和注射两种,口服葡萄糖可单独服用或制成多维葡萄糖服用。

相关文章