食品添加剂异抗坏血酸钠母液回收工艺研究

曹晓伟　胡景辉　高莉　李园园　李月番　龚舒　张抗

摘要：采用色谱分离法分离回收异抗坏血酸钠母液，不仅分离效果显著，而且能够减少废水排放，降低污染。经过多批次试验显示，色谱分离法分离回收异抗坏血酸钠母液，提高产品收率2%，简化操作，节约成本。文章对食品添加剂异抗坏血酸钠母液回收工艺进行了研究。

关键词：食品添加剂；异抗坏血酸钠；色谱分离法；回收工艺；废水排放 文献标识码：A

中图分类号：TS201 文章编号：1009-2374（2017）04-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.042

异抗坏血酸钠又名异维生素C钠，分子式C6H7O6Na，外观为白色或微黄色结晶体，纯品熔点218℃，干燥狀态下在空气中较稳定，但在溶液中，遇到空气、热和光会变质。

异抗坏血酸钠是一种水溶性的食品抗氧化剂，其安全性得到世界粮农组织和卫生组织（FAO和WHO）的认可，被证明是一种安全、高效、无毒的绿色食品添加剂。该产品能有效地减少食品的氧化，防止其色、香、味的褪变，对肉制品和海鲜有助色作用，改善食用制品的外观、色泽、风味，同时也能抑制食品中致癌物质亚硝酸盐的生成，抑制各种细菌生长；在水果、蔬菜保鲜方面，其可以抑制果蔬本身的氧化酶类的活性，故能防止果蔬褐变现象的发生；在罐装食品方面，有助于外观色泽和风味质地改善，保持天然抗坏血酸和保持鲜味，在医学上有降血压、利尿、解毒的作用。目前，该产品已十分广泛用于肉类、鱼类、蔬菜、水果、酒类、饮料、罐头等的保鲜，还可用于毛纺、电镀、饲料加工、工业水处理和石油化工等行业。

异抗坏血酸钠的具有广阔发展的应用前景，其防腐抗氧的效果大大的超过维生素C，但价格却不到维生素C的二分之一。目前异抗坏血酸钠生产工艺技术在母液回收工序存在缺陷，导致产品收率低、成本高，且大量有机物母液的排放，给水处理带来了极大的负担。我们前期对母液进行初步处理，后采用色谱分离树脂对其进行分离，可收集到纯度在90%以上的异抗坏血酸钠溶液。大量试验表明，采用色谱分离工艺回收异抗坏血酸钠母液，提高异抗坏血酸钠产品收率、减少母液排放，降低水处理成本，节约能源。

1 实验部分

1.1 实验原料及设备

1.2 分析方法

1.3 工艺过程

异抗坏血酸钠母液加热至55℃左右，加入1%活性炭，保温脱色20min，抽滤。脱色后母液通过蠕动泵直接进入色谱柱，离子水洗涤。监测流出液，2-酮基-D-葡萄糖酸钠首先流出，其旋光为负；其次流出的是异抗坏血酸钠，其旋光为正，根据旋光将流出液分别接收，分别测量异抗坏血酸钠和2-酮基-D-葡萄糖酸钠的浓度和纯度，收集的2-酮基-D-葡萄糖酸钠溶液回收利用，经浓缩后去酯转化；收集的异抗坏血酸钠溶液纯度控制在90%以上，直接溶解粗品然后结晶，通过大量实验，考察不同的pH值、柱温、进样量、洗脱速度对色谱分离效果的影响，确定最佳的分离条件。

2 实验结果与讨论

2.1 异抗坏血酸钠母液pH值对静态吸附量的影响

超载吸附会严重影响色谱的分离度，为了获得高的分离效率，我们需要测量色谱分离树脂的静态吸附量。取200mL脱色母液与100mL树脂混合，搅拌下用盐酸调节至不同的pH值，放入60℃的恒温摇床，每隔15min取一次样分析，直至溶液浓度不再变化。然后测量混合前后母液中的异抗坏血酸钠和2-酮基-D-葡萄糖酸钠的浓度，计算出树脂的静态吸附量，结果见表1：

通过实验得出，异抗坏血酸钠母液pH=6.0时树脂对异抗坏血酸钠和2-酮基-D-葡萄糖酸钠的吸附量均为最大，在此条件下进行异抗坏血酸钠母液色谱分离可提高树脂利用率。

2.2 异抗坏血酸钠母液进样量对分离度的影响

将异抗坏血酸钠脱色液pH调至6.0，在其他条件一致的情况下调节进样量，考查进样量对色谱分离树脂柱分离度的影响，结果见表2：

由上述表格可知，当异抗坏血酸钠母液进样量在2000mL时，异抗坏血酸钠及2-酮基-D-葡萄糖酸钠浓度和纯度均能够保持在较高的水平。

2.3 色谱分离树脂柱温度对分离度的影响

结合异抗坏血酸钠及2-酮基-D-葡萄糖酸钠的物理化学性质，考虑物料在较高温度下的着色、分解性质及其在低温度下的易结晶析出等因素，同时顾及到树脂的耐温性能，考察柱温范围控制在20℃～70℃，实验数据见表3：

从上表实验数据可知，柱温在50℃、60℃、70℃时分离效果比较接近，结合试验中流出液的色泽及生产能源的消耗，我们选择柱50℃为最佳分离温度。

2.4 洗脱速度对分离度的影响

色谱分离树脂柱的洗脱速度严重影响其分离效果，在其他条件保持一致的情况下调节洗脱速度，考查色谱分离树脂柱流速对分离度的影响，详细实验数据见表4：

表4 不同的洗脱速度对分离度的影响

通过上述实验数据可得出，色谱分离树脂柱流速过快或过慢均导致异抗坏血酸钠及2-酮基-D-葡萄糖酸钠纯度较低，当色谱分离树脂柱流速控制在20mL/min时，异抗坏血酸钠及2-酮基-D-葡萄糖酸钠两者得到较好的分离。

2.5 异抗坏血酸钠结晶工艺

将上工序得到的异抗坏血酸钠水溶液与异抗坏血酸钠粗品合并进入结晶罐，体积与质量比例为1︰1.5，加热至完全溶解，然后加入1%专用活性炭，脱色15min，用压滤机过滤，滤液缓慢（约2h）降温到2℃，甩滤、烘干，取样检测。

表5 异抗坏血酸钠结晶工艺试验结果

3 结语

（1）采用色谱分离法分离回收异抗坏血酸钠母液，工艺稳定，节约能源，较好地分离了异抗坏血酸钠和2-酮基-D-葡萄糖酸钠，异抗坏血酸钠溶液的纯度达90%以上，异抗坏血酸钠结晶收率提高2%；（2）色谱分离提纯后异抗坏血酸钠溶液不用浓缩，可以直接套入精制工段的溶解岗位，无需再浓缩提出固体，不仅降低了生产成本，也简化了工艺操作。

参考文献

[1] 尚万强.异维生素c钠在肉制品中的应用明[J].应用研究，2007，（1）.

[2] 孙敬，詹文圆，陆瑞琪.肉制品中亚硝胺的形成机理及其影响因素分析[J].肉类研究，2008，107（1）.

[3] 任柯，崔凤霞.制备高纯度D-核糖色谱分离工艺优化研究[J].低碳世界，2016，（7）.

（责任编辑：王 波）