優(yōu)化L—抗外血酸—2—磷酸酯生產(chǎn)工藝

陸文燦　周麗

摘要：L-抗外血酸-2-磷酸酯是一種高穩(wěn)定性的維生素C衍生物，它是由L-抗壞血酸與三偏磷酸鈉經(jīng)酯化反應(yīng)得到。文章主要研究了L-抗壞血酸-2-磷酸酯的生產(chǎn)工藝優(yōu)化，通過(guò)研究反應(yīng)原料配比、pH值、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度以及設(shè)備參數(shù)等影響因素，解決了生產(chǎn)過(guò)程中的含量偏低、固化后太硬、成品均勻度及色差問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：L-抗外血酸-2-磷酸酯；維生素C；三偏磷酸鈉；酯化反應(yīng)；pH值 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TQ316 文章編號(hào)：1009-2374（2015）18-0033-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.017

維生素C是動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖過(guò)程中必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但由于動(dòng)物自身不能合成，只能從外界攝取，故需在飼料中補(bǔ)充。維生素C本身因具有烯醇式結(jié)構(gòu)，而易被環(huán)境中的氧氣迅速分解而大量損失，尤其在魚(yú)蝦等水產(chǎn)飼料中。因此，維生素C是食品和飼料原料中最不穩(wěn)定的維生素之一。L-抗壞血酸-2-磷酸酯（以下簡(jiǎn)稱磷酸酯）與維生素C相比，磷酸酯具有強(qiáng)抗氧化性、強(qiáng)熱穩(wěn)定性、強(qiáng)抗壓性以及在體內(nèi)體外都能被磷酸酶水解而具有維生素C活性等優(yōu)點(diǎn)，因而能夠滿足飼料加工生產(chǎn)的需要。

1 現(xiàn)狀研究

現(xiàn)有磷酸酯生產(chǎn)工藝在生產(chǎn)過(guò)程中，通常存在以下問(wèn)題，難以解決，具體描述如下：（1）含量偏低（要求含量≥35%），但符合標(biāo)準(zhǔn)的只有50%左右；（2）物料固化后太硬，難以切割，影響生產(chǎn)速度，導(dǎo)致生產(chǎn)受阻；（3）成品均勻度不好，顆粒大小不一；（4）成品色差問(wèn)題，外觀顏色深淺也不一樣。

2 試驗(yàn)情況

針對(duì)以上現(xiàn)有工藝問(wèn)題，本研究通過(guò)考察反應(yīng)溫度、pH值、原料配比、反應(yīng)時(shí)間及設(shè)備參數(shù)等因素對(duì)磷酸酯生產(chǎn)工藝的影響，以期找到解決以上問(wèn)題的方法。

2.1 調(diào)整維生素C與三偏磷酸鈉原料配比

在固定維生素C原料使用量的前提下，提高三偏磷酸鈉的配比，適當(dāng)增加三偏磷酸鈉的配比，使反應(yīng)向生成磷酸酯的方向進(jìn)行，從而提高成品含量，表1是本次試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)表。從試驗(yàn)結(jié)果看，增加三偏磷酸鈉的配比，確實(shí)能提高成品含量。但根據(jù)以前的研究隨著磷酸化試劑添加量的增加，產(chǎn)物AsPP獲得率呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律，所以三偏磷酸鈉的配比也不可過(guò)高。因此，本次試驗(yàn)選定維生素C與三偏磷酸鈉的配比1∶0.8為最佳效果。

2.2 反應(yīng)過(guò)程的控制

根據(jù)pH的變化將反應(yīng)過(guò)程分為三個(gè)階段：pH值低于7.0之前，是維生素C和Ca（OH）2反應(yīng)生產(chǎn)維生素C鈣的過(guò)程；pH在7.0～8.0之間，是由維生素C鈣合成三聚磷酸酯的過(guò)程；pH在8.0～12.0之間，是由三聚磷酸酯降解為二聚磷酸酯或單聚磷酸酯的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程控制主要控制的是加入三偏磷酸鈉以后的反應(yīng)過(guò)程。在加入三偏磷酸鈉后，如果Ca（OH）2流加量過(guò)快，不加以控制，合成反應(yīng)迅速進(jìn)行，則不能充分進(jìn)行降解反應(yīng)，那么生成的產(chǎn)品中三聚磷酸酯較多，含量達(dá)不到要求；如果Ca（OH）2流加量過(guò)慢，三偏磷酸鈉在水中易發(fā)生降解，就不會(huì)和維生素C鈣反應(yīng)；同時(shí)如果反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速度過(guò)快，物料易未到反應(yīng)終點(diǎn)就會(huì)快速凝固，同樣影響成品含量和物料切割。本次試驗(yàn)是在固定維生素C與三偏磷酸鈉比例1∶0.8的條件下，反應(yīng)時(shí)間、溫度與含量的變化結(jié)果，具體情況如表2所示：

根據(jù)表2試驗(yàn)結(jié)果，反應(yīng)過(guò)程時(shí)間控制在80～105min，含量較高，再根據(jù)以上pH變化的三個(gè)階段劃分，具體控制措施是第一階段控制30min以上，加三偏磷酸鈉控制10min，反應(yīng)時(shí)間控制在30～50min，反應(yīng)溫度控制在35℃以下。

2.3 調(diào)整氫氧化鈣使用量，提高終點(diǎn)pH值

在生產(chǎn)操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，pH值低，反應(yīng)后的物料固化時(shí)間縮短、硬度增加、含量偏低；pH值增高，反應(yīng)后的物料固化時(shí)間延長(zhǎng)、硬度降低、含量提高；對(duì)反應(yīng)終點(diǎn)pH值進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3：

從表3可以看出，pH值控制在11.0以上，成品含量較好。首先，在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，pH值過(guò)高，先生成的磷酸酯在強(qiáng)堿的破壞下，生成其他的副產(chǎn)品，反而降低成品含量；其次，物料粘性太大，會(huì)在進(jìn)入微分干燥機(jī)時(shí)堵塞干燥機(jī)，物料易出現(xiàn)烘焦現(xiàn)象。因此我們將pH值控制在11.0～12.5之間，將氫氧化鈣使用量提高0.15個(gè)百分點(diǎn)即可以達(dá)到。

通過(guò)對(duì)維生素C與三偏磷酸鈉原料配比調(diào)整、反應(yīng)過(guò)程的控制時(shí)間與溫度的控制以及調(diào)整氫氧化鈣使用量，提高終點(diǎn)pH值的控制方法，L-抗壞血酸-2-磷酸酯成品含量穩(wěn)步提高，從原來(lái)的35.0%左右提高到36.0%以上；切割物料人力大為降低，從原來(lái)的每批8人2小時(shí)，下降到2人2小時(shí)。

2.4 解決細(xì)度問(wèn)題，減少成品色差，提高成品外觀質(zhì)量

試驗(yàn)時(shí)，成品細(xì)度分布顯示過(guò)200目占30%～40%，顆粒度不均勻，粗的顏色深，細(xì)的顏色淺，成品存在色差問(wèn)題。本次試驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)分級(jí)器頻率以及改變篩網(wǎng)目數(shù)來(lái)控制成品均勻度，減少色差。表4是提高篩網(wǎng)目數(shù)后分級(jí)器頻率變化后的成品均勻度情況。

3 驗(yàn)證

按照試驗(yàn)后得出的新工藝組織生產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)兩個(gè)月，每月生產(chǎn)50批，成品質(zhì)量穩(wěn)定，含量及收率均達(dá)到了較好水平，兩個(gè)月，共100批產(chǎn)品，含量平均為37.11，收率達(dá)到99.1%，同時(shí)物料切割人力成本大幅

下降。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)L-抗外血酸-2-磷酸酯工藝研究及優(yōu)化，確定了生產(chǎn)的最優(yōu)工藝條件：維生素C和三偏磷酸鈉配比1∶0.8，反應(yīng)過(guò)程控制80～105min，反應(yīng)溫度控制在35℃以下，反應(yīng)終點(diǎn)pH值控制在11.0～12.5之間，分級(jí)器頻率控制在3.8～4.2之間。該工藝可以得到穩(wěn)定性較好的成品，大大提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] Kaiser，Klaus（Neustadt DE），Balkenhohl，et al.Preparation of Calcium L-Ascorbate-2-Phosphate：US，5420302[P].1995-05-30.

[2] 黃強(qiáng)，鄭建仙.飼料添加劑VC多聚磷酸酯的合成工藝優(yōu)化研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2009，（12）.

作者簡(jiǎn)介：陸文燦（1969-），男，江蘇靖江人，江蘇江山制藥有限公司工程師，研究方向：化學(xué)科學(xué)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）