L-抗坏血酸钙

科技工作者之家 2020-11-17

Vc-Ca为白色或淡黄色结晶性粉末,无气味,易溶于水。,实验证明,它不仅比Vc稳定,而且吸收效果好。在体内具有Vc的全部作用,其抗氧化作用优于Vc,且由于Ca的引入,也增强了它的营养强化作用。

介绍维生素c又名L一抗坏血酸.是广泛存在于动植物体内的一种有机物质,是人体内必需的营养成分。该分子具有烯醇式结构,使它不仅作为营养强化剂应用于食品、医药工业,而且作为抗氧剂获得了广泛的应用。但其自身易被氧化,它的钙盐(简称VC-Ca)则克服了这个缺点,在食品工业中作为Vc的功能替代产品。

早在1946年,美国就已研制成功。近年来Vc-Ca的研究不断取得进展.应用领域也相继拓宽,研究表明它可作为保鲜剂用于水果、蔬菜,作为非离子表面活化剂和营养剂用于护肤养发,作为杀菌剂用于镜片的清洗,作为钙盐可预防骨质疏松.用于茶及饮料中可降血压,Vc-Ca具有很强的抗氧化作用,可作为一种良好的蛋白质保鲜剂。

别 名:L( +)-抗坏血酸钙盐;维生素C钙盐;维生素丙钙

化学名:L( + ) -2,3,4,5,6-五羟基- 2一己烯酸-V-内酯钙盐

商品名:抗坏血酸钙

英文名:As - Ca; Ascalan; Ascorbic acidcalcium salt;L 一Ascorbic acid calcium salt

分子式:C12H14O12 ·2H2O

结构式:如图。

分子量:26.35

CAS号:743-28-2

EINECS号:227-261-5

性状:外观呈白色至浅黄色结晶性粉末状,无臭。

旋光度[α]D25为+95°~+97°

溶于水,难溶于乙醇,不溶于乙醚。

制法多年来抗坏血酸钙的生产都采用RuKin和Schreur专利的方法进行,但是鉴于RuKin和Schreur专利在合成抗坏血酸钙的工艺具有收率低的缺点,张辉等(2003)采用以维生素C和CaCO3为原料,通过正交实验方法研究合成抗坏血酸钙的最佳工艺条件,在优化的工艺条件下,所得产品收率可达97.33%,含量为98.24%。

在生产过程中应该注意的是,增加反应温度可以使产率提高,但由于高温下,氧化反应加快,产品质量下降,生成物颜色较黄。而在40°C反应时,抗坏血酸钙含量偏低,最佳反应温度为60°C。在高温条件下维生素C可被空气中的氧气所氧化,所以在反应中保持CO2气泡覆盖层和一定反应温度,这是提高产品质量、提高收率的关键。另外,在抗坏血酸钙干燥过程中温度不宜过高,在生产中应采用氦气保护或真空干燥的方法以免抗坏血酸钙被破坏。在医药和食品工业中通常以碳酸盐、磷酸盐和维生素C为原料,采用复分解方法来生产抗坏血酸钙,这种方法反应速度慢,反应温度高,工艺过程长,并且设备投资和生产成本较高,不利于工业生产。杜宝安等(2001)采用贝壳(海洋产品废弃物)为原料,用中和法制备抗坏血酸钙新工艺,与其它工艺相比,本工艺产品成本低,设备投资少,生产周期短,产品质量高,适应于工业化生产,实验过程中,在国内首次用电化学方法研究了钙制剂的化学活性,同时证明了化学活性和生物学活性的一致性,和传统的代谢法相比,电化学法快速准确。另外,将抗坏血酸溶于水中,于剧烈搅拌下加入碳酸钙,所得反应物在室温下自行结晶,可得纯度为98%的结晶产品VC-Ca·2H2O。其合成工艺简单,易于生产,产品中残留约1.5%的碳酸钙,可直接添加到食品中。

工艺流程以CaCO3和抗坏血酸为原料生产抗坏血酸钙

质量标准参照中华人民共和国国家标准《食品添加剂抗坏血酸钙》(GB15089-1995)规定的要求执行。

(1)Vc-Ca具明显的防止蛋白质变质的作用,延长动物性蛋白质的保存时间;Vc-Ca的适宜添加量:鱼类0.1%左右,鸡及其他动物蛋白为0. 3%左右为宜,浸泡时间对TVB-N影响不大,可据使用保鲜剂时条件,选30~120 min为宜.

(2)Vc-Ca·2H2O合成工艺简单,生产成本低.由于Ca的引入,不仅可为人体提供高水平的Vc浓度,且补充钙质.预防骨质疏松.同时还具抗氧化作用.

(3)使用方式随意,喷洒、涂敷或配液均不影响使用效果.无毒副作用.最大用量可达1 000 mg/kg ,作抗氧化剂或保鲜剂使用时不会因过量而引起不良后果,

应用范围L-抗坏血酸钙的化学名称为2,3,4,6-四羟基-2-已烯酸-v-内酯盐,其结构式:

其性质不仅比Vc稳定,而且吸收效果好,在体内具有Vc的全部作用,其抗氧化作用优于Vc,而且由于钙的引入,也增强了它的营养强化作用。近年来,Vc-Ca的研究不断取得进展,应用领域相继拓宽,它可以作为保鲜剂用于水果蔬菜,作为抗氧化剂用于火腿、肉类及小麦粉等,作为非离子丧面活化剂和营养剂用于护肤养发,作为杀菌剂用于镜片的清洗,作为钙盐它又可以预防骨质疏松,用在茶及饮料中可降低血压。研究结果还表明,Vc-Ca阻止癌细胞的DNA的合成,对恶性肿瘤有抑制作用,可用于癌症的临床辅助治疗。由此可见,Vc-Ca具有广阔的市场前景和诸多的用途,尤其食品中具有良好的使用效果。

功用抗坏血酸钙作为维生素营养补充剂,可促进幼龄动物的生长,预防动物的皮肤病变、脱毛、皮肤变厚及坏血病等,有利于提高蛋鸡的产蛋性能,改善高产奶牛、快速生长肉鸡及处于高密度饲养的动物的生产性能。还可防治鱼类身体畸形、内出血、皮肤发黑、烂鳍、不活泼、眼突出腹水、贫血、生长不良等。抗坏血酸钙能够迅速被机体吸收,在机体内解离为抗坏血酸和可吸收的钙,而解离出来的抗坏血酸仍具有抗坏血酸的生理活性。参与机体细胞间质细胞胶原蛋白的生成,维持毛细血管的通透性,刺激肾上腺皮质素的合成,促进抗体的形成和白细胞的噬菌能力,提高动物的免疫力。在机体生物氧化过程中,起传递氢和电子的作用,具有解毒、抗氧化、抗坏血病和抗应激作用,对肉毒碱的合成、叶酸变为具有活性的四氢叶酸以及肠道对铁的吸收均有促进作用。
据报道,抗坏血酸钙不仅能有效防止坏血病等维生素C缺乏而引起的各种疾病,也能治疗诸如佝偻病等与钙代谢有关的疾病。由于抗坏血酸钙的溶解性和电离度比其他钙盐高,与目前已知的其他钙盐(如葡萄糖酸钙等)相比,抗坏血酸钙更易被机体吸收,使血液中的钙维持在较高的水平。因此抗坏血酸钙可作为一种多功能的营养强化剂和抗氧化剂被应用于食品和饲料工业上。在养殖鱼类饲料中添加抗坏血酸钙,可以起促进鱼体生长和增强抗病能力的作用。抗坏血酸钙是目前鳗鱼及其它珍贵鱼类饲料的一种重要的添加剂。

使用效果用于保鲜食物,防止蛋白质变质鱼和肉类等新鲜食物,蛋白质变质会影响食物鲜感和味道、因此在运输和储存过程中有必要防止蛋白质变质。电冰箱可以保鲜食物,但对防蛋白质变质效果不佳。而含Vc-Ca的保鲜剂则可防止新鲜食物,如鱼及肉类所含蛋白质变质,且它的防变质及保持鲜感作用不受接触方法限制,如铺散开或喷洒在食品上,或将食物浸在化学剂溶液内均可,也可同时把冰等冷冻剂加入溶液,使用起来非常方便。

例如,伊藤正次等发明了一种化学剂,其有效成分包含培酸盐或焙酸盐,抗坏血酸或抗坏血酸盐.它们按照Saito等人的的方法,以鱼的新鲜度判断常数为K,测定K值作为防止蛋白质变质的效时指数。K值代表了蛋白质变质程度,K值越小,变质程度越轻,食物也越新鲜,发明者做了下述实验:
例1,抗沙丁鱼蛋白质变质作用实验。

例2,“鲭狗鱼”蛋白质防变质作用实验。

例3,鲭鱼蛋白质防变作用实验。

例4,焙烤鸡的蛋白质防变质作用实验。

例5,牛肉和猪肉蛋白质防变质作用实验。
通过比较实验测得的K值,他们发现使用含Vc-Ca的保鲜剂,防蛋白质变质的作用比不用保鲜剂的对比物可以维持更长时间,试样的褪色也比对比物为轻,保持水份的能力强。只要选择适当的保鲜剂浓度及淹渍时间,防蛋白质变质作用将和急冻处理一样。

在人体内建立和维持高浓度的Vc水平诸多工作者已经验证了超过300多个有Vc参加的代谢机制,包括Robert.lind博士1940年首次观察到的抗坏血病作用,直到最近发现的抗氧剂游离基清除反应。其临床效果已经得到广泛承认,所以人们对于建立和维持人体内的Vc及其衍生物的有效浓度已没有什么疑向。然而人们由于缺乏合成的Vc肝脏酶,故所需的Vc必须和食物一同摄入。然而,如果摄入的Vc不及时,参加代谢的话,就会被排除体外,也就是说,人体没有能力贮存Vc,这个难题被Markham,RichardG的发明解决了。他发现了一种混合物,由具有Vc效能的化合物和至少一种选自L-苏氨酸、L-木质酸、L-来苏糖酸的食用盐和aldone-内酸组成的化合物组成的.这种混合物可以在人体内建立高水平、高浓度的Vc;同时还可以改进人体对Vc的耐受性,并且可以使人体能够更有效地吸收和保留Vc衍生合成物,试验研究了12个人,年龄从27岁~45岁,试验结果充分证实了上述观点。

为有机体补充钙质每天有规律地摄入钙产品、可有效地防止骨质疏松,但是这必须是一个长期坚持的过程,每天坚持饮用足量的加钙甜味剂的茶或咖啡等饮料。钙甜味剂口感呈中性,可溶于水。例如、葡萄糖酸钙、乳酸糖钙、乙酰丙酸钙,Vc-Ca等,钙甜味剂的钙盐含量决定于每天要求摄入的钙量及每天摄入的甜味剂量。一般来说,为了防止骨质疏松,除了每天正常的钙摄入量外,另需500~1000mg钙。钙甜味剂一般以片剂、安瓿、凝胶或胶囊的形式供使用,长期地按要求饮用加钙甜味剂的茶及咖啡对预防骨质疏松非常有效。1

国内外研究现状及发展水平L -抗坏血酸钙早在1946年由美国入Ruskin研制成功,不久后该产品便在美国,瑞士、日本等国上市,随着其用途的不断发展,该产品需委量有日益扩大的趋势。目前,Vc-Ca在因外如瑞士罗士,日本武田等者在大量生产;在国内,东北制药厂已有大批量生产,湖北宜昌制药厂已形成了年产1000吨的生产能力,据了解,它们的合成重量收率已达100% (以Vc计)。

性价比维生素C是人类或动物维持正常生理活动所必需的营养素之一。作为维生素C的重要衍生物维生素C钙盐(简称VC-Ca),在国外被广泛应用在食品工业和医药领域。在食品工业中,可作为食品的抗氧剂、强化剂等添加剂,在医药行业中,VC-Ca具有维生素C和含钙药物的同等药理作用,用于治疗维生素C的缺乏症和预防治疗缺钙症,并且维生素制成钙盐后易被人体吸收,稳定性增强。

近年来,抗坏血酸钙的研究不断取得进展,应用领域相继拓宽,它可以作为保鲜剂用于水果蔬菜,作为氧化剂用于火腿、肉类及荞麦等。作为非离子表面活化剂和营养剂用于护肤氧化,作为杀菌剂用于镜片的清洗,作为钙盐可以预防骨质疏松。由此可见,抗坏血酸钙具有广阔的市场前景和诸多用途,尤其在食品中具有良好的使用效果。瑞士罗氏和日本武田都有大量生产。我国湖北宜昌制药厂已形成年产1000吨抗坏血酸钙的生产规模。抗坏血酸钙在国际市场上的价格比维生素C高15%~30%。抗坏血酸钙主要用作食品抗氧剂,可用于汤、羹类食品中。抗坏血酸钙添加到食品中不改变原食品味道,能增补食品中易被吸收的钙,同时又不失去抗坏血酸的生理活性,是防治佝偻病和坏血病的双功能助剂。

从以上叙述可以看出,VC金属盐的特点是用途广、开发早,合成容易,污染少,效益好,且成本低。对现今的一些资金较匮乏的企业来说,开发这种低成本的VC衍生物不啻为一种很有前景的上策。

早在1946年,美国就已研制成功,其性质不仅比VC稳定,而且吸收效果好,在体内具有VC的全部作用,其氧化作用优于VC,而且由于钙的引入,也增强了它的营养强化作用。

检测方法参照中华人民共和国国家标准《食品添加剂抗坏血酸钙》(GB 15089 - 1995)规定的要求执行。

鉴别方法:

(1)取1.0g样品溶于10mL水中,加甲基红指示剂2滴,用氨试液中和,再加盐酸至恰呈酸性,加草酸胺试液,即生成白色沉淀;分离,沉淀不溶于乙酸,但溶于盐酸。
(2)取1.0g样品溶于10mL水中,加入二氯靛酚钠试液2滴,二氯靛酚钠试液褪色。
含量测定:

称取样品约0.3g,置250mL锥形瓶中,加水50mL使溶解,立即用碘标准滴定溶液(0.1mol/L)滴定,至溶液显浅黄色,在30s内不褪色,即得。每1mL碘液(0.1mol/L)相当于0.01066g的C14H14CaO·2H2O

抗坏血酸钙质量百分含量(X)按下式计算:

X=(VxFx0.01066)÷mx100%
其中F=滴定液的实测浓度(mol/L)c÷滴定液的规定浓度(mol/L)
式中:

V-样品消耗碘标准滴定溶液体积,mL;

F-碘标准滴定溶液浓度换算值;m-样品的质量,g;
0.01066-与1.00mL碘标准溶液[c(1/2I2)=0.1mo/L]相当的以克表示的抗坏血酸钙的质量。
酸碱度:取样品2.0g,加水20mL使溶解,测定pH值应为6.8~7.4。
草酸盐:取样品1.0g,加水10mL溶解,加冰醋酸2滴与10%醋酸钙溶液5mL,放置5分钟,溶液仍应澄清。
干燥失重:取样品3g,在105°干燥2小时,减失重量不得超过0.1%。
炽灼残渣:应为30.0%~33.0%。
重金属:取样品1.0g,加水适量溶解,加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2mL与水适量定容至25mL,含重金属不得超过百万分之十。
砷盐:取本品0.67g,加水23mL溶解后,加盐酸5mL,砷含量不得超过0.0003%。
比旋度:取本品,精密称定,加水溶解并定量稀释制成每1mL中含0.10g的溶液,比旋度应为+95.0°~+97.0°。

注意事项本品不宜与碱性物质(如碳酸钠、谷氨酸钠等)及核黄素维生素K3、铜离子的溶液配合,以免影响功效。抗坏血酸可能破坏饲料中的维生素B2,并可能与铅、锌离子络合而阻碍其吸收,所以抗坏血酸钙不能与维生素B2同服,因维生素C能影响维生素B12 的吸收,若需合用两者宜相隔2 ~3小时分别饲喂。

储 运本品应在避光干燥、防热及阴凉处贮藏,不得有害物质混存。运输时不得与有毒有害物质混运,防止重压、碰撞、曝晒、雨淋。

生产厂家瑞士罗氏制药有限公司;日本武田制药有限公司;湖北宜昌制药厂;湖北兴银河化工有限公司;广州日康食用化工有限公司;武汉鲜保生化技术有限公司;山东制奇生物制品有限公司;天津力生制药股份有限公司;德州丽康生物科技有限公司;南昌甚美生物科技有限公司。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 重庆师范大学

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