一、产品简介
山梨醇,又名葡萄糖醇,常温下有液体和固体两种状态。我公司产品为液体山梨醇,固形物的质量分数为69%~71%的水溶液,无色、无臭、味甜。
液体山梨醇是以优质葡萄糖为原料,经氢化、精制、浓缩而成。根据用途及山梨醇含量可以分为Vc级山梨醇、食品级山梨醇、日化级山梨醇三种,Vc级山梨醇含量≥97%,食品级山梨醇含量≥50%,日化级山梨醇含量≥70%。
二、生产工艺流程
淀粉乳→调浆→液化→PH调节罐→糖化→除渣过滤→一次中和→一次脱色过滤→二次中和→阿玛过滤→离交→蒸发→氢前罐→氢化计量罐→氢化反应
釜→沉降罐→ 氢化过滤→氢后罐→醇中和→醇离交→醇蒸发→灌装
↑ 制氢→氢压机→氢储罐 三、产品指标
目前山梨醇有国家强制标准:GB 7658-2005《食品添加剂 山梨糖醇液》,但标准中未根据的不同用途区分山梨醇的质量指标,所以国内很多山梨醇生产厂家,都制定有自己的企业标准。通常行业内部根据用途将山梨醇分为三种:食品级、日化级和医药级(Vc级)。具体标准内容如下表:
GB 7658-2005中的要求
项目
固形物的质量分数/% 山梨糖醇的质量分数/% PH值(样品:水=1:1) 相对密度(d2020) 还原糖(以葡萄糖计)的质量分
数/%
总糖(以葡萄糖计)的质量分数
/%
≤8.0 指标 69.0-71.0 ≥50.0 5.0-7.5 1.285-1.315 ≤0.21
重金属(以Pb计)的质量分数/%
砷( As)的质量分数/% 铅( Pb)的质量分数/% 氯化物(以Cl计)的质量分数/% 硫酸盐(以SO4计)的质量分数/%
镍( Ni)的质量分数/% 灼烧残渣的质量分数/%
行业内部的标准区分要求
≤0.0005 ≤0.0002 ≤0.0001 ≤0.001 ≤0.005 ≤0.0002 ≤0.10
指标
项目
食品级
固形物的质量分数/% 山梨糖醇的质量分数/%(干基)
PH值(样品:水=1:1) 相对密度(d2020) 还原糖(以葡萄糖计)的质量分数/% 总糖(以葡萄糖计)的质量分数/%
比旋度 抗结晶度
重金属(以Pb计)的质量分数/%
砷( As)的质量分数/% 铅( Pb)的质量分数/% 氯化物(以Cl计)的质量分数/%
硫酸盐(以SO4计)的质
69.0-71.0 ≥50.0 5.0-7.5 1.285-1.315 ≤0.21
日化级 69.0-71.0 ≥70.0 5.0-7.5 1.285-1.315 ≤0.21
医药级(Vc级) 69.0-71.0 ≥97.0 5.0-7.5 1.285-1.315 ≤0.10
≤8.0 —— ——
≤8.0 —— -18 ℃48小时不结晶 ≤0.0005 ≤0.0002 ≤0.0001 ≤0.001 ≤0.005
≤0.6 ≤+5.0 ——
≤0.0005 ≤0.0002 ≤0.0001 ≤0.001 ≤0.005
≤0.0005 ≤0.0002 ≤0.0001 ≤0.001 ≤0.005
量分数/%
镍( Ni)的质量分数/% 灼烧残渣的质量分数/%
四、产品特性 (一)甜度
山梨醇是山梨糖醇的简称,山梨醇易溶于水,无臭味,有清凉的甜味,每克产生16.8J的热量,其甜度低于蔗糖,和其他甜味剂的甜度比较如下:
≤0.0002 ≤0.10
≤0.0002 ≤0.10
≤0.0002 ≤0.10
甜味剂名称 蔗糖 果糖 葡萄糖 比较甜度 1 11.24-1.32 0.56-0.83 甜味剂名称 山梨醇 木糖醇 甘露醇 比较甜度 0.5-0.8 0.96-1.18 0.51-0.62 山梨醇作为食品添加剂甜味剂的一个品种,已经列入GB 2760食品添加剂使用卫生标准,由于它是天然的,具有能量和营养的甜味剂,所以FAO/WHO把山梨醇列入推荐使用名单。
(二)风味
山梨醇具有独特的风味,味甜(甜度约为蔗糖的60 %) 且味凉,含在口中有很明显的清凉感,做夏季食品的甜味剂如薄荷糖果、清凉饮料有增强清凉感的作用,做其他食品的甜味剂也可增加口感。
各种多元醇、糖的溶解热单位: - J/ g
甜味剂名称 木糖醇 甘露醇 山梨醇 麦芽糖醇 溶解热 153.0 120.8 110.9 79.0 甜味剂名称 乳糖醇 异麦芽酮糖醇 葡萄糖 蔗糖 溶解热 58.1 39.3 105.0 17.9 (三)吸湿性
山梨醇在空气中易吸湿潮解,在食品中加入山梨醇可以防止食品的干裂,
且可防止蔗糖的晶析,使食品保持新鲜柔软,延长产品货架期。也可以作为牙膏、烟草、化妆品的水分保持剂。
(四)稳定性
山梨醇不具还原性,化学性质稳定,不易被空气氧化,有较高耐热性,可承受200℃高温不变色,与氨基酸、蛋白质等不易发生美拉德褐变反应。纯品在无催化剂条件下,热、冷、酸与碱对其是相对稳定的,在食品糕点中,焙烤后无着色,保持食品的原始色香味。含残糖低的山梨醇用于制药中与氨基酸复配无色变,可作为维生素和抗生素的稳定剂。
(五)营养性
山梨醇属营养性甜味剂,进入人体内能代谢,参与果糖代谢途径,所以摄取山梨醇对血糖值和尿糖没有影响,可以作为糖尿病人食品的甜味剂和营养剂。
(六)发酵性
山梨醇浓度高时具有抗微生物的特性, 不易被霉菌、酵母、乳酸菌等利用。特别是经高温浓缩后结晶的山梨醇,由于经过干燥含水量极少,小于0.5 % ,更不易携带微生物,检出的机率极低,因此也不易产生内毒素,作为输液的原料是最理想的。山梨醇不适宜作为口腔微生物链球杆菌的作用底物,因而不致牙齿龋变,是一种防龋齿的甜味料。
(七)生理性
在哺乳动物及人体系统中,山梨醇通过山梨醇脱氢酶氧化成果糖,然后进入果糖代谢途径,也有部分经酯糖还原酶代谢为葡萄糖,大部分以原形随尿液排出,属被动扩散缓慢吸收。代谢与机体内的胰岛素无关,不引起血糖升高。山梨醇还有防止体内脂肪积蓄等特点,是糖尿、高血压、肥胖症、低血糖等患者的理想甜味剂,具有保健功能。山梨醇被摄入人体后在小肠内吸收缓慢,有润肠作用。山梨醇还具有利尿、脱水的特性。因此广泛应用于功能食品、医药行业。
(八)化学性质
山梨醇能与AL3+等金属离子铬合防止其沉淀析出,且与涂料有一定的互溶性。在特定条件下能发生脱水、氧化、酯化、醚化等化学反应,作为食品添加剂、医药化工产品的中间体得到广泛应用。
(九)抗结晶性(冰点降低)
山梨醇的冰点低,因此在深度冷冻液体饮料中不易出现冰渣,在冷冻食品中不析出晶体、悬浮物或沉淀,增强口感。
(十)渗透压
山梨醇溶液的渗透压较大,同样浓度的山梨醇溶液所含的摩尔数比蔗糖多近一倍,由于分子量比葡萄糖略高,渗透压与葡萄糖相近,为蔗糖的1.88 倍,如浓度为15 %的山梨醇溶液渗透压为2MPa,相同浓度的蔗糖溶液渗透压则为1.1MPa 。渗透压升高,可减少水分活性,以控制食品中的微生物。因此用于食品有较强的保护作用,能较好地抵抗微生物的侵蚀,增加食品的货架期。
五、产品应用
(一)在食品工业的应用
山梨醇在食品工业中功能性主要包括它的高粘性(促使食品增浓与定型)、吸湿性(使食品有润滑性和柔软性)、甜味或凉爽的味觉、多价螫合剂本领,结晶改性剂能力(延迟结晶)和膨粘性能。总之,山梨醇可使食品在整个保质期内,各种品质都保持完全的不变。山梨醇是一种半天然、营养型甜味剂,山梨醇甜度只有蔗糖(食糖)的60%,其发热量也比食糖降低了1/3(每克食糖的发热量为4卡,而每克山梨醇的发热量仅为2.6卡)。山梨醇在食品中的添加量及功效见下表:
推荐添加量(折干
适用范围
计)
口感好、保湿效果好、防干裂、抗
各类糖果 各类糕点、饼干等焙
3~10%
烤食品 鱼类制品
3~8%
性,保湿效果好、甜度低、防褐变
冷冻鱼末 果酱、馅料
8% 5~10%
保湿效果佳、冷冻防护性能好 保湿效果佳、低甜度、无糖概念 增加风味、防龋齿、防浑浊、作为
饮料、酒、固体饮品
3~5%
载体、无糖概念 持外型、无糖概念 防止鱼类细胞组织在冷冻期间变
3~15%
氧化、保质、保香、无糖概念 风味好、防干裂、延长贮存期、保
功效或性能
冰淇淋、果汁、果冻
3~6% 低甜度、防晶析、无糖概念
1、低甜度无糖糖果
山梨醇的甜度低于蔗糖(约为蔗糖的50-70%),溶解热较蔗糖大,山梨醇进入口腔溶解时,有明显的清凉感,是生产低甜度糖果点心的好原料,可以适应当今市场对低甜度食品的需求,国外大量用来生产无糖型糖果。由于山梨醇不易被霉菌、酵母、乳酸菌等利用,在口腔中不被龋齿的链球菌所利用,并能使口腔中的PH值略微上升,所以添加山梨醇的糖果还具有防龋齿的作用。
无糖硬糖参考配方:
山梨醇60.2%、麦芽糖醇38.32%、柠檬酸0.7%、食用香料0.6%、食用色素0.06%。
无糖硬糖生产工艺:
先将糖醇和色素共同加热至171℃,接着把糖料置于真空装置中保持5分钟,然后将糖料冷却至具有一定的可塑性时,依次添加柠檬酸、香料并捏合均匀,最后切割成型,冷却包装,并置于密封容器中。
2、焙烤食品
山梨醇具有保湿性,在食品中加入山梨醇可以防止食品的干裂,且可防止蔗糖的晶析,使食品保持新鲜柔软,延长产品货架期。在面包蛋糕中使用,有明显效果。
蛋糕配方:
鲜鸡蛋10千克、富强粉8千克、液体山梨醇10千克、清水1.5千克、花生油1.5千克(擦模用)。
面包参考配方:
面粉100千克、山梨醇12千克、鸡蛋10千克、酵母1千克、食盐0.5千克、葡萄干5千克、桃脯5千克、杏脯5千克、苹果脯5千克、香蕉精0.1千克、植物油3千克、水果58千克。
3、水产品加工
山梨醇作为冷冻保护剂,在水产品加工中得到了广泛应用,特别是在冷冻鱼糜烂产品的加工方面。由于冷冻鱼糜需要在-20℃这样的低温下长期储存 ,加入
山梨醇可以防止鱼肉蛋白在冷藏过程发生变性。
冷冻鱼糜的生产工艺 :
将原料鱼去除头部和内脏加以清洗,用剥肉机将肉、骨头及皮分离,采集到的鱼肉通过漂洗除去血污,无机物及水溶性蛋白,经脱水,精滤后将各种添加剂如山梨醇或糖类,多聚磷酸盐加入其中,在斩拌机内进行混合,最后,冷冻到-25℃至-30℃,然后在-30℃下冷藏。
4、肉制品及奶制品
山梨醇有一定的生理活性,能防止类胡萝卜素和食用脂肪及蛋白质的变性。在浓缩牛乳中加入山梨醇可以延长保存期。山梨醇能改善火腿、腊肠的色香味,对鱼肉酱有明显的稳定和长期保存的作用。
5、蜜饯(果脯)、果酱
山梨醇保湿效果较好,添加到蜜饯(果脯)中可以保持较好的柔韧性,山梨醇又是无热量甜味剂,满足人们对无糖食品的需求。
果脯生产工艺流程:
原料分选→切半去核→软化打浆→浓缩→密封→杀菌→冷却→成品 推荐添加量:5%-10%(按折干计) 6、冷饮制品
山梨醇的冰点低、具有抗结晶性,因此在深度冷冻液体饮料中不易出现冰渣,在冷冻食品中不析出晶体、悬浮物或沉淀,增强口感。
冰淇淋生产工艺流程:
配料→混合→杀菌→均质→冷却→老化→凝冻→灌装→包装→硬化→检验→成品
建议添加量:3%-6% 7、糖尿病人食品
山梨醇属营养性甜味剂,进入人体内能代谢,但其代谢途径首先是缓慢扩散而被吸收,氧化成果糖,再被利用,参与果糖代谢途径。果糖代谢过程不需要胰岛素辅助,所以摄取山梨醇对血糖值和尿糖没有影响,可以作为糖尿病人食品的甜味剂和营养剂。
8、通便食品
山梨醇被摄入人体后不被胃酶分解,在肠中滞留时间比葡萄糖长,故有润肠作用,可以用来制作通便食品或缓泻剂。
(二)山梨醇在日用化工方面的应用
1、山梨醇的保湿性,可以代替经常使用的甘油,应用于牙膏、卷烟、化妆品生产中。
(1)牙膏
目前牙膏用甘油量为15%,是作为赋形剂和保湿剂。使用一部分山梨醇代替甘油生产的牙膏的质量标准均能达到部颁标准,但山梨醇成本比甘油低得多,山梨醇是一种廉价的保湿剂,若在牙膏膏体的配方中能采用全山梨醇为保湿剂,在保证质量的同时能有效降低成本,提高产品的竞争力。
山梨醇在牙膏中的应用配方:
山梨醇 20%,碳酸钙 40%-50%,粘合剂适量,K121.8%-2.3%,甜味剂0.2%-0.4%, 抗菌剂0.1%-0.3%,稳定剂0.2%-0.5%,香精1.0%-1.2%。
(2)卷烟
卷烟生产也使用甘油作为保湿剂,特别是北方气候干燥区,添加甘油可使烟丝柔软,防止烟支产生空头,甘油的加量为1-2%,山梨醇替代甘油作烟丝的保湿剂风味不仅不变,而且还能得到改善。
(3)化妆品
山梨醇在化妆品中可用作保湿剂,并可增强乳化剂的伸展性和润滑性。 2、山梨醇能与AL3+等金属离子络合防止其沉淀析出,且与涂料有一定的互溶性,用于生产环保型铝型材加工用碱蚀剂。
浸锌是铝及其合金特殊前处理中较为常见的方式,在实际生产中占有重要地位。铝及铝合金浸锌前的碱蚀溶液中加入山梨醇,可以防止生成白色的氢氧化铝沉淀,山梨醇不仅可以络合铝离子抑制沉淀,而且可以增加碱蚀溶液的黏度。
3、化工合成中间体、表面活性剂
以山梨醇为基础的表面活性剂广泛应用于工业部门,其中山梨醇和脂肪酸合成的脱水山梨醇脂肪酸酯,以及在此基础进一步经环氧乙烷羟乙基化的产品,是制取各种表面活性剂的基本原料,商品名称为各种司潘和吐温。这些表面活性剂可以作为乳化、扩散、消泡、增湿、浸润、渗透剂等,应用于化纤、印染、建筑、
矿冶、石油、医药、造纸、食品等工业。作为食品添加剂,山梨醇酐单硬脂酸酯(司潘60)、山梨醇酐三硬脂酸酯(司潘65)、山梨醇酐单油酸酯(司潘80)均已列入国家使用卫生标准。可应用于椰子汁,果汁、牛乳、奶糖、冰淇淋,面包、糕点、麦乳精、人造奶油、巧克力等食品中。
4、其他行业
山梨醇和环氧丙烷作起始原料,可以生产聚氨酯硬质泡沫塑料,并具有一定的阻燃性能。山梨醇和合成脂肪酸生成的酯类,可以代替胡麻油,用以生产代油醇酸树脂油漆。山梨醇松香酯是常用的建筑涂料的原料。山梨醇酯作为增塑剂、润滑剂应用于聚氯乙烯树脂和其它聚合物。山梨醇在碱性溶液中和铁、铜、铝离子络合,应用于纺织工业的漂白和洗涤。山梨醇用于造纸行业可使纸质更光滑,印刷更清楚;在包装纸中使用山梨醇,会使包装纸更具弹性,更经久耐用。
(三)山梨醇在医药行业的应用 1.山梨醇直接药用
山梨醇具有利尿、脱水的特性,能降低颅内压,防止水肿,可作为药物直接使用,用于脑水肿、青光眼;也用于心肾功能正常的水肿少尿;口服可作缓泻剂或糖尿病患者的蔗糖代用品。临床制剂有山梨醇注射液、山梨醇铁注射液、复方氨基酸注射液等。
(1)山梨醇注射液
山梨醇经精制、过滤、灭菌即可制成山梨醇注射液。临床用于脑水肿、青光眼。山梨醇在人体内小部分被转变成糖原,大部分不被代谢,以原形经肾小管排出。山梨醇静滴后,可使血浆渗透压增高,组织脱水,经肾小球滤过,几乎不被肾小管重吸收,起利尿作用。山梨醇作为脱水利尿药,疗效较甘露醇稍差,但其溶解度大,配成与甘露醇同样的浓度[20g¡¤(100mL)-1],在低温下不象甘露醇那样易结晶而便于使用。
(2)山梨醇铁注射液
山梨醇铁注射液为抗贫血药,是三价铁、山梨醇、枸橼酸之络合物的胶体复合物。山梨醇铁注射液的等渗水溶液为深棕色,pH值7.2-7.9,干燥化物熔点60℃。深部肌注后吸收迅速,局部反应较少。主要用于不宜口服铁剂或口服治疗无效的缺铁性贫血或迅速纠正其贫血状况者如溃疡性结肠炎患者等。
(3)复方氨基酸注射液
山梨醇可用于配制复方氨基酸注射液,用量为5%。复方氨基酸注射液可用于因消化系统功能障碍或不能经消化道摄取食物而造成营养不良、低蛋白血症及免疫能力下降者;大面积烧伤、创伤的严重感染病人代谢分解旺盛,蛋白质大量丢失,机体需氮量增加者;同 时外科手术前后使用,可改善病人 的营养状态,从而减少术中、术后 合并症及死亡率。
山梨醇在复方氨基酸中所起的作用主要有: ①可提高氨基酸的利用率; ②平衡注射液中碳氮之比;
③可避免葡萄糖灭菌时引起糖中醛基与氨基酸中的氨基发生美拉德反应而产生焦色素,并且也不易产生热原。
④使伤口、创面部位尽量保持干燥,加快愈合,避免感染等。 (4)辅助营养饮食
山梨醇可以作为病人的辅助营养饮食,应用在外科手术后,因为此时人体组织不能完全利用葡萄糖,而山梨醇在此时能进行代谢。精制的山梨醇可以作为降血压制剂。山梨醇经过硝化,生成硝基失水山梨醇酯,是治疗冠心病的良药,商品名称为消心疼。山梨醇对免疫球蛋白制剂有稳定作用。
2、药物原料
在药物原料方面,山梨醇的药用领域不断扩大,以其为原料合成的医药品种不断被开发成功,其中比较典型的有异山梨醇、硝酸异山梨酯、5-单硝酸异山梨酯、二苄基山梨醇和维生素C等,其中在维生素C的生产方面应用最为突出,用量约占到其总用量的近一半。下面就山梨醇在维生素C生产中的应用做简要介绍:
(1)维生素c生产对原料山梨醇的要求:
生产1吨维生素c要消耗干物质50%的山梨醇3.5吨左右,山梨醇质量对维生素c生产与收率影响很大,所以对山梨醇质量要求较高。
一般有如下要求: 山梨醇含量≥97.0%; 还原糖≤0.10%; 总糖≤0.60%;
甘露醇含量≤1.0%;
(2)以山梨醇为原料生产VC的方法:
二步发酵法是利用生物氧化的方法,先将山梨醇氧化成山梨糖,再进一步将山梨糖氧化成古龙酸,以碳酸钠中和古龙酸得到古龙酸钠,经离交、沉降、二次交换、浓缩、结晶、干燥得到的古龙酸。古龙酸经酯化、转化得到维生素c钠,再经酸化浓缩、结晶得到维生素c粗品。维生素c粗品经溶解、脱色、冷却结晶、真空干燥,得到合格的维生素c精制品。
3、在用作医药辅料方面,山梨醇能与多种辅助行剂配伍,广泛用于药物的固体分散剂、填充剂、湿润剂、稀释剂、胶囊的增塑剂、甜味剂、软膏的基质等,其不同用途的用量见下表。
山梨醇在药用辅料中不同用途和用量
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 用途 代替甘油和丙二醇 润滑剂 口服和外用溶液的赋形剂 防止糖浆结晶 无糖甜味剂 增稠剂 片剂粘结度和水分控制剂 明胶和纤维膜增塑剂 供注射用稀释剂 DSS、四环素、抗坏血酸、复合维生素B、维生素和铁盐的赋形剂 浓度(%) 25~90 3~15 25~90 15~30 25~90 25~90 3~10 5~20 10~25以下 25~90 (1)防结晶剂
山梨醇与甘露醇都是具有扩张细胞外液容积作用的高渗脱水利尿药。中国药典规定,临床用甘露醇输液为20%的过饱和溶液。甘露醇输液20℃以下易结晶析出,而我国大部分地区冬季室温低于20℃,用药前需预热使之溶解,不仅给临床
用药尤其是急救用药造成困难,也易引起患者的猜疑,造成医患之间的矛盾。在甘露醇输液生产中加适量山梨醇,配成复方甘露醇输液,即可防止甘露醇结晶析出,且疗效相同。
(2)冷冻保护剂
美国批准的Neupogen(人粒细胞集落刺激因子)的新剂型,即是在其制剂中用山梨醇代替甘露醇作为保护剂,可使Neupogen在冷冻环境时,仍能保持其生物活性。目前甘露醇的价格是山梨醇的3-5倍(最高时达10倍),用山梨醇代替甘露醇能达到同样效果,既可降低成本,而且原料来源更广。随着基因工程的高速发展,大量的基因因子需要保护,山梨醇在这方面的应用将更为广阔。
(3)中药制剂的稳定剂
近年开发成功的中成药产品,如双黄连口服液、双黄连粉针和安宫牛黄丸、清开灵输液等具有西药使用方便的特点,添加少量山梨醇,可起到稳定药效和防止沉淀的作用。
(4)药物甜味剂
由于山梨醇甜味纯正,且性质稳定,不易变质,故很多固体或液体药物制剂均将山梨醇作为主要甜味剂以取代食后有苦味残留的糖精钠(其中包括:咀嚼片、含片和其他固体制剂以及糖浆剂、口服液、乳化剂等等)。
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