浅析生物法生产山梨醇的研究进展

赵晶基

前言

近年来，我国食品加工产业日趋繁荣，食品加工技术和食材也越来越多。山梨醇作为当今食品加工领域、医药领域及化工生产中广泛应用的材料，它随着市场需求的不断增加而出现了许多生产新技术，并逐渐受到人们关注。本文首先介绍了山梨醇的性质、应用以及市场前景，并就生物法生产山梨醇的技术研究做了简单探讨。

山梨醇在当今社会生产领域应用范围很广，是食品加工、医学以及化工生产领域的主要原材料，在人们日常生活中也有着重要的作用，是促进人体新陈代谢的主要材料。尤其在近几年，随着山梨醇生物生产技术的出现，它的应用范围得到更进一步的扩展，因此这里我们有必要对其相关研究进行分析。

一、山梨醇概述

随着社会经济的飞速发展，人们生活水平不断提高的同时，对各种物质资料提出新要求。山梨醇作为当今生产加工行业的常见原材料，其应用范围不断变广，应用方式也有原来单纯的生产Vc逐渐向化工、医药、食材等行业转变，这也让山梨醇供应量变得更大。目前，我国山梨醇行业呈现出快速发展的态势，无论是生产规模还是技术都逐渐走在世界前列。

1、山梨醇性质与应用

山梨醇在当今精细化生产、加工领域应用非常多，它本身是一个由6个羟基构成的多元醇复合物，有着脱水、氧化、醚化的特征，同时在生产中还有吸水、保鲜以及保湿的作用。就山梨醇的具体构成而言，它的分子结构如下图：

山梨醇分子结构图

山梨醇也被稱之为葡萄糖醇，常常出现在众多水果汁中，比如苹果、梨、樱桃以及李子等。就目前山梨醇的唐都分析，大多蔗糖度都在六成以上，可以广泛的应用在各种糖果、口香糖以及糖尿病食品生产加工当中，同时被广泛的应用在一些维生素、保湿剂、保鲜剂生产中。

2、山梨醇机理

山梨醇在进入动物体内之后能促进体内的新陈代谢，是一种营养型的添加剂，但其新陈代谢的途径首先需要缓慢的扩散而被吸收，经过氧化之后产生果糖，然后再被利用，整个过程都是新陈代谢过程的一个特殊构成。同时这种成分对血糖值、糖尿值并没有影响，因此被广泛的认为是糖尿病病人的安全食材。山梨醇在当今的提取中主要是利用葡萄糖、果糖等材料通过加氢催化剂的催化而提取的，它在生产中具体的生产工艺为：葡萄糖、果糖→液化、糖化→过滤、脱色→离心→结晶→蒸发浓缩→溶糖→氰化→离心→蒸发→山梨醇。

3、山梨醇市场前景

我国经济快速发展的同时对山梨醇行业的进一步发展提供了市场基础，创造了良好的发展新条件。尤其是近年来，随着我国农业生产技术的提升和各地经济林面积的不断扩大，各种山梨醇生产原材料供应日渐充足，同时我国迅速发展的食品产业与化工工业给山梨醇的发展创造了市场基础。

二、山梨醇的生物法生产要点

在目前的山梨醇生产加工当中，主要的生产方法是以氢化法、电解法及发酵法为主的，但是由于这些生产加工技术本身生产效率低、原材料浪费严重的问题而逐渐被人们创新，并形成了许多的新技术，其中以生物法生产技术最为常见。在山梨醇的生物法生产中，常见的生产要点包含下面几方面。

1、渗透法

这种生物生产方法是在原来发酵法的基础上改进出现的，由于传统发酵法生产山梨醇的效率很低，因此在1988年国外专家和学者提出了生物生产法这一解决新思路。这种方法是在Zmobilis菌株的细胞培养工作中，将浓缩成10%的甲醛进行渗透处理。这种处理方法是针对细胞进行的，它的目的在于让细胞更好的释放葡萄糖酸经，并且通过相应途径将葡萄糖酸经转化成为乙醇所需要的辅助因子，并且及时的阻断乙醇的产生。这个环节必须要做好乙醇阻断时间把控，保证转换的科学性与及时性。

2、发酵法

发酵法在山梨醇生产工作中主要是通过采用发酵单细胞的方式，将葡萄糖和果糖的混合液作为原料进行生产。这种发酵生产方法也被人们习惯性的称之为运动发酵单细胞法，它是利用葡萄糖、果糖特有的氧化还原酶作为发酵机理，在其基础上将葡萄糖、果糖还原成葡萄酸内酯和山梨醇。这种生产方法也可以通过葡萄酸内酯醇将葡萄糖酸内酯转转为葡萄酸。这种方法经过一段时间的实践之后发现，其生产效率高，且成本较低，以及生产的过程中对于山梨醇的消耗较低，在目前的工业生产中被大量的采用。同时这种技术在基因技术等一些先进技术的引导下更是出现了突破性的发展，为山梨醇生产事业的进一步发展做出了积极贡献。

3、生物催化法

随着食品添加剂、医药等相关行业的发展，对山梨醇的需求将会越来越大，势必将极大促进山梨醇行业的发展。由于化学催化法存在着能耗高、成本高、安全指数低等缺点，而生物催化法生产山梨醇则具有反应温和、纯度高、转化率高等优点，所以山梨醇的生物催化法生产具有很大的发展潜力和巨大的经济利益。使用渗透处理和固定细胞比较有利，实现连续操作所需要的反应器也比较简单，所以使用连续发酵模式并且利用渗透处理和固定化的细胞是一个有前途的发展方向。但是，必须确保系统长期稳定性，以避免经常性生产生物催化剂。

三、结束语

当今国内外普遍采用化学法生产山梨醇，因为它相对于生物法来说成本比较低。而在能生产山梨醇的微生物中只有运动发酵单胞菌具有实现工业化的潜力。生物法生产山梨醇由于具有反应条件温和，能耗少等优点，从目前来看，至少在一些国家和地区还是可行的。