葡萄糖酸钠的制备工艺研究

酶法生产葡萄糖酸钠研究作者：从浩张兵团罗文杰巩舒琪周效杰陆启明来源：《现代农业科技》2014年第18期摘要利用葡萄糖氧化酶直接将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，再经氢氧化钠中和而成为葡萄糖酸钠，工艺简单，纯度高，设备投资少，产品收率高。

此工艺经过生产实践证明较优越，将为行业带来新的经济效益和社会效益。

关键词葡萄糖；葡萄糖酸钠；葡萄糖氧化酶中图分类号 TQ214.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）18-0263-02Study on Enzymatic Production of Sodium GluconateCONG Hao ZHANG Bing-tuan LUO Wen-jie GONG Shu-qi ZHOU Xiao-jie LU Qi-ming （R&D Center，Caixin Sugar Co.，Ltd.，Dancheng Henan 477150）Abstract Glucose is oxidized to gluconic acid by glucose oxidase，after neutralization with sodium hydroxide，gluconic acid become sodium gluconate.The method is with simple technology，high purity，low investment，high extracting rate.Practice proved this process was good，it would bring obvious economic benefits and social benefits.Key words glucose；sodium gluconate；glucose oxidase葡萄糖酸钠是一种常见的、具有广泛用途的有机酸钠盐。

工业级的葡萄糖酸钠常用于建筑、化工等行业，在建筑行业中，常作为水泥添加剂起减水及缓凝的作用[1-2]。

葡萄糖酸钠的制作工艺葡萄糖酸钠是一种常用的药物和食品添加剂，它广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。

下面将介绍一种制备葡萄糖酸钠的工艺。

葡萄糖酸钠的制备工艺主要包括以下几个步骤：原料准备、溶液制备、结晶、过滤、干燥和包装。

准备好制备葡萄糖酸钠所需的原料。

主要原料包括葡萄糖和氢氧化钠。

葡萄糖是从淀粉或葡萄糖浆中提取得到的，而氢氧化钠则是从氯化钠经电解法制备得到的。

接下来，制备葡萄糖酸钠的溶液。

将一定量的葡萄糖加入适量的水中，通过加热和搅拌使其完全溶解。

然后，逐渐加入氢氧化钠溶液，同时保持搅拌，直至溶液呈现弱碱性。

然后，进行结晶操作。

将溶液倒入结晶器中，控制温度和搅拌速度，使溶液逐渐结晶。

结晶过程中，可以通过调节温度和搅拌速度来控制结晶的速度和颗粒大小。

完成结晶后，进行过滤操作。

将结晶得到的葡萄糖酸钠晶体通过过滤装置进行分离，得到悬浮液和固体。

悬浮液中的葡萄糖酸钠可以通过再次结晶来提高纯度。

过滤后，需要对葡萄糖酸钠晶体进行干燥。

常用的干燥方法有自然晾干和低温真空干燥。

干燥后的葡萄糖酸钠晶体应具有一定的干燥度和稳定性。

将干燥后的葡萄糖酸钠晶体进行包装。

常见的包装方式有塑料袋、纸盒和桶装等。

包装应符合相关的卫生标准，以保证产品的质量和安全性。

制备葡萄糖酸钠的工艺包括原料准备、溶液制备、结晶、过滤、干燥和包装等步骤。

在每个步骤中，都需要控制好温度、搅拌速度和pH值等参数，以保证产品的质量和纯度。

葡萄糖酸钠的制备工艺是一个复杂而精细的过程，需要操作人员具备一定的专业知识和技术能力。

通过科学合理的工艺流程和严格的质量控制措施，可以生产出高质量的葡萄糖酸钠产品，满足人们对药品和食品的需求。

葡萄糖酸钠用途及生产技术一、概况葡萄糖酸钠全世界需求量在50万吨／年，每年将以3－5％的比例增长，是一种有良好市场前景的产品，特别是在食品行业，随着食品安全卫生的加强，采用发酵法生产葡萄糖酸钠以及酸锌、酸钙将日益取代化学合成法。

国外年需量在40万吨左右，主要分布在美国10万吨／年，欧洲13万吨左右，日本5万吨左右，台湾1万吨，韩国1万吨，南亚地区3万吨，南美及中美洲5万吨左右，澳大利亚2万吨左右，其主要应用在建筑行业和食品行业以及电镀行业，对产品的内在质量要求很严格。

在日本主要用来生产葡萄糖酸内酯，来做内酯豆腐。

国内需求量在8～10万吨，主要分布在南方地区以及北方大城市，广东年需求量在1万吨，江苏在8千吨，上海年需求量在1万吨，北京年需求量在1万2千吨，天津年需求量在1万吨左右，山东在1万吨，东北在2万吨左右，其他地区1～2万`吨左右，主要用于生产葡萄糖酸钙、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸铁、葡萄糖酸及内酯。

由于化学催化法使用了重金属作催化剂，导致了产品中重金属含量超标，达不到食品安全要求，出口受到限制；而作为发酵法生产却解决了这些问题，成为今后该产品生产的主流。

特别在食品行业，这一需求将逐年增加。

葡萄糖酸钠是一种重要的食品添加剂，在营养增补剂、食品保鲜剂、品质改良剂和缓冲剂等方面有广泛的应用，根据在食品中的不同用途可分为如下几类：1调整pH功能葡萄糖酸钠的缓冲pH为3.4，适合做低pH范围的缓冲剂的食品添加剂。

饮料pH4以下，一般在65℃下杀菌时间为10min，既能避免杀菌加热对饮料素材的影响，又能节省能源，是饮料生产工程管理的重要性一环，其它有机酸盐难以实现pH4以下杀菌所能达到上述要求，而葡萄糖酸钠能符合上述要求又不影响饮料呈味性，因此葡萄糖酸钠是最优良的食品加工pH缓冲剂。

2呈味改善剂葡萄糖酸钠本身呈味性良，有掩盖苦昧、臭味功能，如在掩盖鱼臭、镁离子的苦味等方面，均优予其它有机酸盐。

3掩盖大豆蛋白臭大豆蛋白营养价值高，应用于畜肉加工品、鱼肉、鱼糜、冷冻食品等各种食品中，但有固有的大豆蛋白臭，因而使用量有局限性。

调查 研究食品添加剂葡萄糖酸钠的制备方法及其应用研究进展　杜裕芳 左艳娜 胡秋连 郝苗 江西省食品检验检测研究院葡萄糖酸钠的分子式为Ｃ６Ｈ１１Ｏ７Ｎａ，分子量为２１８．１４。

葡萄糖酸钠广泛用于工业中。

葡萄糖酸钠可用作建筑，纺织印花和金属表面处理及水处理，钢表面清洁剂，玻璃瓶清洁剂，电镀行业氧化铝着色等领域的高效螯合剂。

混凝土工业用作高效缓凝剂，高效减水剂等。

葡萄糖酸钠因其来源广泛，无毒，无潮解，稳定性和良好的螯合性能而备受关注。

一些新的制备葡萄糖酸钠技术不断被开发，其应用也越来越广泛。

在食品工业中，葡萄糖酸钠作为食品添加剂，可以赋予食品酸味，增强食品的味道，防止蛋白质变性，改善不良的苦味和涩味，并取代盐来获得低钠，无钠的食品。

目前，家庭工人对葡萄糖酸钠的研究主要集中在生产和制备工艺的成熟以及生产成本的降低上。

本文介绍了食品工业中葡萄糖酸钠的主要生产工艺，如制备方法，工艺优化等热点问题，以及在食品工业中的应用，为葡萄糖酸钠的制备和应用提供了理论参考。

食品添加剂葡萄糖酸钠的制备原理食品级葡萄糖酸钠的制备主要采用的是生物发酵法，生物发酵法所用的菌种主要包括真菌和细菌，另外还有新型的固定化细胞发酵。

现目前葡萄糖酸钠生产的方法采用的是酶氧化法生产，其中用到的主要的酶是葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）。

葡萄糖氧化酶主要负责通过葡糖酸和过氧化氢催化葡萄糖的产生。

黑曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ）是ＧＯＤ的主要生产菌株。

在实际生产中，ＧＯＤ将与过氧化氢酶（ＣＡＴ）形成复杂的酶系统。

ＣＡＴ主要的功能是使得体系中的Ｈ２Ｏ２得以分解。

葡萄糖在ＧＯＤ的作用会氧化为葡萄糖酸，并伴随过氧化氢的释放。

过氧化氢具有很强的氧化性，可以降低葡萄糖氧化酶的活性。

过氧化氢酶的加入可以快速分解过氧化氢，将过氧化氢分解成水和氧，葡萄糖氧化酶可以继续催化反应。

并且可以补充反应所需的氧气，使氧化反应持续进行。

在实际生产中，加入一定量的氢氧化钠溶液以维持反应体系的ｐＨ值，使反应继续进行。

葡萄糖酸钠和三聚磷酸钠的生产方法1. 英文名：sodium gluconate 分子式：C6 H11NaO7 结构式：相对分子质量：218.14 外观：白色或淡黄色结晶粉末熔点：206～209℃溶解性：极易溶于水，略溶于酒精，不能够溶于质量标准：白色结晶颗粒或粉末；含量≥98.5％；还原物含量≤0.5％应用性能：用作钢铁表面清洗剂：钢铁表面如需要镀钵、镀铬、镀锡、镀镍以适应特别用途时，如创造马口铁、镀锌板、表面镀铬（电度）等，其钢坯表面均需经过严格清洗，使镀层物与钢铁表面牢固结合，这时候其清洗药剂中添加葡萄糖酸钠将会达到非常抱负的效果。

这一点已经被国际上创造马口铁的大公司所证明。

此外，因为具有优异的缓蚀阻垢作用，所以被广泛用于水质稳定剂，用法葡萄糖酸钠作为循环冷却水缓蚀阻垢剂，达到灭公害的目的，这是目前所用法的其他缓蚀阻垢剂无法比拟的优点。

用于医药，食品添加荆。

作为缓凝剂，显著延缓混凝土的起始的和终了的凝固时光；在镍铁合金电镀中作光亮剂。

用量：0.1～0.2g/L 平安性：无毒。

降解过程中释放出的重金属离子可经沉淀去除或吸附于废水处理过程中形成的淤泥上而去除。

生产办法：工业上普通以含葡萄糖的物质（例如谷物）为原料，采纳发醇法先由葡萄糖制得葡萄糖酸，再用中和，即可制得葡萄特酸钠。

按照所用发酵酶种类的不同，发酵法可分为两种。

一种用名为Aspergillus Niger的酶，另一种用名为Gluconobacter suboxydans的酶。

前一办法系将葡萄糖氧化成内酯，然后使此内酯水解成葡萄糖酸；后一办法则借助于葡萄糖脱氢形成内酯，然后使酯水解。

也可挺直由葡萄糖发酵而得。

此时，发酵基质组成可为：250～350g/L，0.2～0.3g/L,磷酸二氢钾0.2～0.3g/L,或尿素0.4～0.5g/L。

此基质须举行灭菌处理。

发酵过程中，温度控制为30～32℃, pH值用加30％～500%的方法控制为5.5～6.5，发酵过程持续40～100h。

葡萄糖酸钠酶法生产工艺研究王道会;武玉民;张云鹏;刘玲【摘要】以市售的葡萄糖氧化酶及过氧化氢酶为基础,探索出最佳的酶法生产葡萄糖酸钠的工艺条件为温度32℃、转速190 r/min、通风量1 600 m3/h、葡萄糖氧化酶添加量4 mL/g,过氧化氢酶添加量在3mL/g.并从反应进程、最终残糖、过滤时间、脱色效果、结晶产品质量等方面对酶法及黑曲霉发酵法生产葡萄糖酸钠工艺进行分析比较,确定了酶法生产葡萄糖酸钠优于微生物发酵法生产葡萄糖酸钠.【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2015(034)009【总页数】3页(P34-36)【关键词】葡萄糖氧化酶;过氧化氢酶;黑曲霉;发酵;葡萄糖酸钠;工艺条件【作者】王道会;武玉民;张云鹏;刘玲【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042;青岛琅琊台集团股份有限公司,山东青岛266400;青岛科技大学化工学院,山东青岛266042;青岛琅琊台集团股份有限公司,山东青岛266400;青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】Q554葡萄糖酸钠又名五羟基己酸钠，分子式为C6H11O7Na[1]。

由于无毒、热稳定性好等特点，在建筑工业、食品、医药等方面有着广泛的应用[2-4]。

其传统的生产方式主要有黑曲霉生物发酵法、多相催化氧化法、电解氧化法等[5-7]。

随着生物技术的不断发展，利用酶法生产葡萄糖酸钠已经成为可能，并且更具先进性。

酶法生产工艺主要是利用葡萄糖氧化酶[8-9]和过氧化氢酶直接将葡萄糖底物转化为葡萄糖酸，经中和制得葡萄糖酸盐系列产品。

此方法具有不需要菌种、不受各种辅料浓度影响[10-11]、节省能源、工艺简化、操作方便、底物浓度高且纯度好、便于提取精制等特点。

本实验利用葡萄糖氧化酶及过氧化氢酶生产葡萄糖酸钠，通过实验探讨了最佳的工艺条件，并与黑曲霉发酵法在发酵时间、产品质量等方面进行对比，为葡萄糖酸系列产品的生产探索一条新的途径。

葡萄糖酸钠生产工艺流程1 范围本标准适用于采用玉米淀粉经过双酶制糖、深层通风发酵、精制提取等工序生产的葡萄糖酸钠。

2 工艺流程玉米淀粉调浆→液化→糖化→制糖→发酵→浓缩→蒸发结晶→成品离心→干燥→包装3 各岗位工艺流程3.1 制糖岗位主要技术参数3.1.1 调浆PH值：3.5±0.5PH3.1.2高温淀粉酶加量：1μ/g（纯淀粉计）3.1.3喷射液化温度：125.0℃±1.0℃3.1.4糖化PH值：6.6±0.5PH3.1.5糖化酶用量：5～6μ/g3.1.6糖化温度：80.0±2.0℃3.1.2 工艺操作标准3.1.2.1 调浆1）投料前必须对所用的设备进行全面检查，确认设备正常后方可加水投料。

投料前先向调浆罐内加水7.0～10.0m3，用PH计测水的PH3.5，若低于此范围，用氢氧化钠调整。

打开搅拌投料。

2）投料完毕开水定容至14.0～17.0m3，搅拌后，取样准确测PH 3.5，添加高淀酶。

搅拌10分钟后开始液化。

3.1.2.2 液化当蒸汽压力大于0.15Mpa时进行液化，打开调浆罐上回流阀、液化回流阀，关闭进料阀，打开调浆罐罐底阀，打开泵冷却水，开启变频启动调浆泵；待温度上升至110.0℃以上且有明显上升趋势时，开进料阀，调节蒸汽及进料大小，使温度控制在125.0℃，进料流量控制在40~50m3/h进行液化，在维持罐维持20分钟进入糖化罐。

同时应注意维持罐液面，防止料液从排空管路中溢出。

液化完毕，关闭进料阀、蒸汽阀，停泵停变频器，关闭泵冷却水，用蒸汽将维持罐中的料液压入糖化罐。

启动搅拌直至进料结束，料液在糖化罐中125℃保温维持至碘检合格，若碘检不合格，则延长保温维持时间，直至碘检合格。

碘检：用试管取稀碘液2mL，再取液化液，用吸管吸2~3滴液化液滴入稀碘液中，若颜色呈浅红色说明碘检合格。

3.1.2.3 糖化碘检合格后，用盐酸调PH至5.3，灭淀粉酶，同时开循环水降温至70±2.0℃，加入50-90μ/g淀粉糖化酶（以纯玉米淀粉计），搅拌10分钟开始保温糖化。

葡萄糖酸钠的生产方法葡萄糖酸钠又称五羟基己酸钠，是一种白色或淡黄色结晶粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚。

它是一种用途极广的多羟基有机酸盐，由于其无毒，原料来源广泛的特性，在化工、食品、医药、轻工等行业有广泛的用途。

此外还可用于电镀、胶卷制造等许多工业领域，应用前景十分广阔。

目前葡萄糖酸钠的生产方法主要有生物发酵法、均相化学氧化法、电解氧化法以及多相催化氧化法等（1）生物发酵法。

该方法包括真菌发酵和细菌发酵，另外还有固定细胞发酵工艺，其中较普遍采用的是黑曲霉菌发酵制葡萄糖酸钠工艺。

该方法是在240- 300 g/L的葡萄糖溶液中加入一定量的营养物质，灭菌，冷却至适宜温度，接种体积分数为10%的黑曲霉种子液，开动搅拌，通气流，调整发酵液PH值维持在 6.0-6.5，温度保持在32-34℃。

发酵过程中滴加消泡剂，以消除发酵过程中所产生的泡沫。

整个发酵过程约需20 h，当残糖降至1g／L 时可以认为发酵结束。

菌体与发酵液分离后，发酵液经真空浓缩、结晶后可得葡萄糖酸钠晶体，或经喷雾干燥后制得葡萄糖酸钠粉状产品。

该方法具有发酵速度快、发酵过程易于控制、产品易提取等特点，但同时也有一定的缺陷，如产品色泽不易控制、无菌化要求程度高等。

（2）均相化学氧化法。

结晶葡萄糖加水溶解后加入催化剂，控制一定的温度，滴加次氯酸钠溶液，同时滴加离子膜液碱来控制反应体系的pH值，使平衡向生成葡萄糖酸钠的方向移动。

通过测定残糖量来确定反应终点，然后过滤，将反应液浓缩，利用氯化钠溶解度比葡萄糖酸钠溶解度低的特性，浓缩后先析出氯化钠，后析出葡萄糖酸钠来进行提纯，可得葡萄糖酸钠含量在95%(质量分数)以上的产品。

采用次氯酸钠氧化法生产葡萄糖酸钠具有转化率高，工艺过程简单，成本低的优点，但是其中间步骤多，副产物多，产物难于分离，因此在应用上受到了限制。

（3）电解氧化法。

该方法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液，再加入适宜的电解质，在一定温度、一定电流密度下恒电流电解。

专利名称：一种葡萄糖酸钠的制备方法专利类型：发明专利
发明人：范克,张铂钧,王宏欣,姜海峰申请号：CN200810187442.6
申请日：20081229
公开号：CN101768071A
公开日：
20100707
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明是一种葡萄糖酸钠的制备方法，涉及化学产品领域。

所要解决的问题就是背景技术存在的：操作步骤比较复杂、生产周期长、工艺过程不易控制、产品纯度较低、污染较重等缺点。

解决该技术问题所采用的技术方案为：采用葡萄糖酸内酯与氢氧化钠在水中反应制备葡萄糖酸钠，工艺过程为：将葡萄糖酸内酯加入氢氧化钠溶液中，加入速度使溶液温度＜85℃，当溶液pH值在6.0～6.9时反应达到终点(pH值超出此范围可分别加适量的葡萄糖酸内酯或氢氧化钠使达到终点)，然后加入无水乙醇使结晶析出，经抽滤、干燥、粉碎、混合得葡萄糖酸钠。

本发明可用于制备葡萄糖酸钠，具有操作简便、工艺过程易于控制、生产周期短、产品的纯度高、污染少等优点。

申请人：山东北大高科华泰制药有限公司
地址：265600 山东省蓬莱市海市路1号
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。

钯炭催化剂催化氧化制备葡萄糖酸钠工艺研究的开题报告一、研究背景葡萄糖酸钠是一种重要的有机酸盐，广泛应用于医药、食品、化工等领域。

目前，葡萄糖酸钠的生产工艺主要有两种方式：一种是通过氧化葡萄糖制备葡萄糖酸钠，另一种是通过微生物发酵产生葡萄糖酸，再与钠盐反应制备葡萄糖酸钠。

前者工艺简单，反应时间短，产率高，但需要使用高纯度的氧化剂，例如过氧化氢、氨氧化物等，成本较高；后者则反应时间长，对微生物菌株的选择要求较高，但成本较低，逐渐成为工业生产的主流。

二、研究目的与意义钯炭催化剂是一种高效的氧化剂，能够将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，且不需要使用高纯度的氧化剂。

因此，本研究旨在探索利用钯炭催化剂催化氧化制备葡萄糖酸钠的工艺，并对其反应机理进行研究。

该研究能够为葡萄糖酸钠的生产提供新思路和新方法，同时减少环境污染和工业成本，具有重要的应用价值和理论意义。

三、研究内容与方法1.制备钯炭催化剂：采用汽相沉积法（CVD）制备钯炭催化剂，并通过场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）等手段对其原位结构进行表征。

2.氧化葡萄糖：采用常规氧化剂（如过氧化氢、氨氧化物）和钯炭催化剂分别催化氧化葡萄糖，对其反应条件进行对比研究，并通过高效液相色谱（HPLC）、质谱（MS）等手段对其反应产物进行分析。

3.制备葡萄糖酸钠：将氧化葡萄糖与钠盐反应，制备葡萄糖酸钠，并通过红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）等手段对其化学结构进行表征。

四、预期结果1.制备钯炭催化剂，并对其原位结构进行表征。

2.钯炭催化剂催化氧化葡萄糖的反应机理和反应条件进行研究，找到最优条件，提高产物收率。

3.通过氧化葡萄糖和钠盐反应，制备出高纯度的葡萄糖酸钠，并对其化学结构进行表征。

五、研究意义1.探索利用钯炭催化剂催化氧化制备葡萄糖酸钠的工艺，并对其反应机理进行研究，为化学工业提供新的葡萄糖酸钠生产方式，同时降低生产成本，减少环境污染。

2.本研究可以为氧化还原反应的催化剂研究提供新的思路，发展高效低成本的催化剂，具有较高的学术价值。