淀粉制备山梨醇和甘露醇中国食品产业网（2009年8月13日15:10）淀粉制备山梨醇和甘露醇摘要:山梨醇和甘露醇是以淀粉为原料来制备的功能性糖醇,具有良好的化学性质和生理功能,在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用。对这两种糖醇的性质、制备以及应用进行了介绍。关键词:山梨醇;甘露醇;淀粉;制备;应用中图分类号:TS241文献标志码:A文章编号:1672-3678(2008)05-0008-05淀粉是绿色植物进行光合作用的最终产物,是由生物合成的可再生资源,是取之不尽、用之不竭的廉价有机原料。淀粉广泛存在于许多植物的种子、根、茎等组织中,尤其是谷类如稻米、小麦、玉米等,马铃薯、木薯、甘薯等薯类的组织中大量贮存[1]。当前,以淀粉为原料制备的淀粉糖以及进一步通过催化剂加氢制取的糖醇是淀粉深加工的重要产品。糖醇是一种多元醇。因为可以用相应的糖还原生成,所以叫做糖醇,如用葡萄糖还原生成山梨醇,果糖还原成甘露醇。糖醇在食品、医药、化工等行业有广泛的应用。由淀粉为原料制取的糖醇具有来源广泛、生产成本低廉、可再生等优势,本文将对山梨醇和甘露醇这两种可以采用淀粉为原料制备的功能性糖醇的性质、制备以及应用进行介绍。1山梨醇和甘露醇的性质1.1山梨醇的性质山梨醇(Sorbitol)又名蔷薇醇、花秋醇、清凉茶醇、六羟基醇、山梨糖醇,化学名称为1,2,3,4,5,6-己六醇,外观为白色粉末或结晶性粉末。山梨醇分子式为C6Hl4O6,相对分子质量182·17,熔点96~97℃,相对密度1·48,易溶于水、甘油、丙二醇、热甲醇和热吡啶,微溶于甲醇、乙醇、醋酸、苯酚和乙酰胺[1-3]。山梨醇具有很大的吸湿性,在水溶液中不易结晶析出,能螯合各种金属离子。由于分子中没有还原性基团,在通常情况下化学性质稳定,不与酸碱起作用,不易受空气氧化,也不易与可溶性氨基化合物发生美拉德褐变。山梨醇对热稳定性较好,比相应的糖高很多,质量分数达60%以上就不易受微生物侵蚀[2]。山梨醇甜度约为蔗糖的60%,在人体内可产生热量16·7kJ/g,渗透压为蔗糖的1·88倍[1,4]。山梨醇的溶解热为-110J/g,故具有类似葡萄糖的清凉口感[5]。山梨醇进入体内能代谢,属营养甜味剂,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,对血糖值和尿糖没有影响,可作为糖尿病人的甜味剂使用。山梨醇的分子结构式如图1所示。1.2甘露醇的性质甘露醇(Mannitol)学名己六醇,又称D-甘露糖醇、木蜜醇,是山梨醇的同分异构体。它是一种不吸湿、无臭、白色或无色的结晶粉末,密度1·489g/cm3,熔点166~168℃,沸点290~295℃,溶解热为-120·92J/g(25℃),入口清凉,易溶于水、吡啶和苯胺,微溶于甲醇、乙醇,不溶于醚类。甘露醇具有令人愉快的甜味,甜度为蔗糖的50%左右[6-8],分子结构式如图2所示。甘露醇在人体中的一次代谢途径与胰岛素无关,摄入后不会引起血液葡萄糖与胰岛素水平大幅度的波动;不会作为口腔微生物的营养源,还可抑制突变链球菌的生长繁殖。在防龋齿口香糖中加入甘露醇还可以增强其延缓磷酸钙沉淀的作用,帮助人体对钙的吸收。与山梨醇、木糖醇等不同,甘露醇不易吸潮,可以用作隔潮剂,防止口香糖、胶姆糖等加工与使用过程中黏连。甘露醇没有还原基,不参与美德拉反应。2山梨醇和甘露醇的制备这一类糖醇的制备工艺通常是:首先以淀粉为原料,经过调浆、糊化、液化、糖化、精制、浓缩等工艺制备得到高品质的相应淀粉糖,这是生产的基础;此后用镍为催化剂在高温高压下进行加氢化学反应即可制取淀粉糖醇;最后再经过精制、浓缩、分离等工艺得到相应的糖醇。2.1山梨醇的制备山梨醇的生产包括氢化法、电化学法和发酵法。其中,氢化法是目前最常用的生产方法,以蔗糖、淀粉、葡萄糖等为原料通过氢化反应得到。电化学法和生物发酵法都是以葡萄糖和果糖为原料,前者通过电解还原原料制备山梨醇,后者则通过微生物的酶作用将葡萄糖和果糖转化为山梨醇。在淀粉生产山梨醇时,首先要经酶法或酸法将其转变成葡萄糖,然后进行生产[9],工艺流程[3]主要包括葡萄糖溶液的制备、加氢反应、催化剂分离、离子交换、溶液蒸发和结晶干燥等。具体的生产工艺又可以分为间歇法和连续法等。2.1.1间歇法1)拌釜式间歇加氢工艺[10]该工艺是我国生产山梨醇的传统工艺。将葡萄糖...