趙晶基

前言

近年來，我國食品加工產(chǎn)業(yè)日趨繁榮，食品加工技術(shù)和食材也越來越多。山梨醇作為當(dāng)今食品加工領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域及化工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的材料，它隨著市場需求的不斷增加而出現(xiàn)了許多生產(chǎn)新技術(shù)，并逐漸受到人們關(guān)注。本文首先介紹了山梨醇的性質(zhì)、應(yīng)用以及市場前景，并就生物法生產(chǎn)山梨醇的技術(shù)研究做了簡單探討。

山梨醇在當(dāng)今社會生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用范圍很廣，是食品加工、醫(yī)學(xué)以及化工生產(chǎn)領(lǐng)域的主要原材料，在人們?nèi)粘Ｉ钪幸灿兄匾淖饔茫谴龠M人體新陳代謝的主要材料。尤其在近幾年，隨著山梨醇生物生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)，它的應(yīng)用范圍得到更進一步的擴展，因此這里我們有必要對其相關(guān)研究進行分析。

一、山梨醇概述

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高的同時，對各種物質(zhì)資料提出新要求。山梨醇作為當(dāng)今生產(chǎn)加工行業(yè)的常見原材料，其應(yīng)用范圍不斷變廣，應(yīng)用方式也有原來單純的生產(chǎn)Vc逐漸向化工、醫(yī)藥、食材等行業(yè)轉(zhuǎn)變，這也讓山梨醇供應(yīng)量變得更大。目前，我國山梨醇行業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，無論是生產(chǎn)規(guī)模還是技術(shù)都逐漸走在世界前列。

1、山梨醇性質(zhì)與應(yīng)用

山梨醇在當(dāng)今精細(xì)化生產(chǎn)、加工領(lǐng)域應(yīng)用非常多，它本身是一個由6個羥基構(gòu)成的多元醇復(fù)合物，有著脫水、氧化、醚化的特征，同時在生產(chǎn)中還有吸水、保鮮以及保濕的作用。就山梨醇的具體構(gòu)成而言，它的分子結(jié)構(gòu)如下圖：

山梨醇分子結(jié)構(gòu)圖

山梨醇也被稱之為葡萄糖醇，常常出現(xiàn)在眾多水果汁中，比如蘋果、梨、櫻桃以及李子等。就目前山梨醇的唐都分析，大多蔗糖度都在六成以上，可以廣泛的應(yīng)用在各種糖果、口香糖以及糖尿病食品生產(chǎn)加工當(dāng)中，同時被廣泛的應(yīng)用在一些維生素、保濕劑、保鮮劑生產(chǎn)中。

2、山梨醇機理

山梨醇在進入動物體內(nèi)之后能促進體內(nèi)的新陳代謝，是一種營養(yǎng)型的添加劑，但其新陳代謝的途徑首先需要緩慢的擴散而被吸收，經(jīng)過氧化之后產(chǎn)生果糖，然后再被利用，整個過程都是新陳代謝過程的一個特殊構(gòu)成。同時這種成分對血糖值、糖尿值并沒有影響，因此被廣泛的認(rèn)為是糖尿病病人的安全食材。山梨醇在當(dāng)今的提取中主要是利用葡萄糖、果糖等材料通過加氫催化劑的催化而提取的，它在生產(chǎn)中具體的生產(chǎn)工藝為：葡萄糖、果糖→液化、糖化→過濾、脫色→離心→結(jié)晶→蒸發(fā)濃縮→溶糖→氰化→離心→蒸發(fā)→山梨醇。

3、山梨醇市場前景

我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時對山梨醇行業(yè)的進一步發(fā)展提供了市場基礎(chǔ)，創(chuàng)造了良好的發(fā)展新條件。尤其是近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提升和各地經(jīng)濟林面積的不斷擴大，各種山梨醇生產(chǎn)原材料供應(yīng)日漸充足，同時我國迅速發(fā)展的食品產(chǎn)業(yè)與化工工業(yè)給山梨醇的發(fā)展創(chuàng)造了市場基礎(chǔ)。

二、山梨醇的生物法生產(chǎn)要點

在目前的山梨醇生產(chǎn)加工當(dāng)中，主要的生產(chǎn)方法是以氫化法、電解法及發(fā)酵法為主的，但是由于這些生產(chǎn)加工技術(shù)本身生產(chǎn)效率低、原材料浪費嚴(yán)重的問題而逐漸被人們創(chuàng)新，并形成了許多的新技術(shù)，其中以生物法生產(chǎn)技術(shù)最為常見。在山梨醇的生物法生產(chǎn)中，常見的生產(chǎn)要點包含下面幾方面。

1、滲透法

這種生物生產(chǎn)方法是在原來發(fā)酵法的基礎(chǔ)上改進出現(xiàn)的，由于傳統(tǒng)發(fā)酵法生產(chǎn)山梨醇的效率很低，因此在1988年國外專家和學(xué)者提出了生物生產(chǎn)法這一解決新思路。這種方法是在Zmobilis菌株的細(xì)胞培養(yǎng)工作中，將濃縮成10%的甲醛進行滲透處理。這種處理方法是針對細(xì)胞進行的，它的目的在于讓細(xì)胞更好的釋放葡萄糖酸經(jīng)，并且通過相應(yīng)途徑將葡萄糖酸經(jīng)轉(zhuǎn)化成為乙醇所需要的輔助因子，并且及時的阻斷乙醇的產(chǎn)生。這個環(huán)節(jié)必須要做好乙醇阻斷時間把控，保證轉(zhuǎn)換的科學(xué)性與及時性。

2、發(fā)酵法

發(fā)酵法在山梨醇生產(chǎn)工作中主要是通過采用發(fā)酵單細(xì)胞的方式，將葡萄糖和果糖的混合液作為原料進行生產(chǎn)。這種發(fā)酵生產(chǎn)方法也被人們習(xí)慣性的稱之為運動發(fā)酵單細(xì)胞法，它是利用葡萄糖、果糖特有的氧化還原酶作為發(fā)酵機理，在其基礎(chǔ)上將葡萄糖、果糖還原成葡萄酸內(nèi)酯和山梨醇。這種生產(chǎn)方法也可以通過葡萄酸內(nèi)酯醇將葡萄糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為葡萄酸。這種方法經(jīng)過一段時間的實踐之后發(fā)現(xiàn)，其生產(chǎn)效率高，且成本較低，以及生產(chǎn)的過程中對于山梨醇的消耗較低，在目前的工業(yè)生產(chǎn)中被大量的采用。同時這種技術(shù)在基因技術(shù)等一些先進技術(shù)的引導(dǎo)下更是出現(xiàn)了突破性的發(fā)展，為山梨醇生產(chǎn)事業(yè)的進一步發(fā)展做出了積極貢獻。

3、生物催化法

隨著食品添加劑、醫(yī)藥等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對山梨醇的需求將會越來越大，勢必將極大促進山梨醇行業(yè)的發(fā)展。由于化學(xué)催化法存在著能耗高、成本高、安全指數(shù)低等缺點，而生物催化法生產(chǎn)山梨醇則具有反應(yīng)溫和、純度高、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點，所以山梨醇的生物催化法生產(chǎn)具有很大的發(fā)展?jié)摿途薮蟮慕?jīng)濟利益。使用滲透處理和固定細(xì)胞比較有利，實現(xiàn)連續(xù)操作所需要的反應(yīng)器也比較簡單，所以使用連續(xù)發(fā)酵模式并且利用滲透處理和固定化的細(xì)胞是一個有前途的發(fā)展方向。但是，必須確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定性，以避免經(jīng)常性生產(chǎn)生物催化劑。

三、結(jié)束語

當(dāng)今國內(nèi)外普遍采用化學(xué)法生產(chǎn)山梨醇，因為它相對于生物法來說成本比較低。而在能生產(chǎn)山梨醇的微生物中只有運動發(fā)酵單胞菌具有實現(xiàn)工業(yè)化的潛力。生物法生產(chǎn)山梨醇由于具有反應(yīng)條件溫和，能耗少等優(yōu)點，從目前來看，至少在一些國家和地區(qū)還是可行的。