CN103396442B - 水溶性维生素c偏磷酸钠钙及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水溶性维生素C磷酸酯钠钙，其结构式如下式所示：

Description

水溶性维生素C偏磷酸钠钙及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种食品添加剂或饲料添加剂及其制备方法，具体是涉及一种水溶性维生素C偏磷酸钠钙及其制备方法。
技术背景
维生素C又叫L-抗坏血酸，是人、畜、禽和水产类必须的营养成分。维生素C与提高免疫反应、激素合成、矿物质吸收、新陈代谢均密切相关。因此，维生素C也是提高抗病力、促进生长，防病治病所必须的物质。但维生素C对光、热极敏感，由于L-抗坏血酸的烯醇式化学结构造就它容易释放出氢（H）原子，因而受光、热等因素影响易受氧化破坏，特别是高温光照条件下，氧化过程为，还原型维生素C先被氧化为氧化型维生素C，若进一步氧化为二酮古洛糖酸时，便失去维生素C活性了，蒸煮也极易破坏维生素C，特别在碱性条件下低浓度的金属离子可加速维生素C的破坏。
维生素C磷酸酯（又称L-抗坏血酸-2-磷酸酯）是近年来国际市场出现的一种高稳定性的维生素C衍生物，它是由L-抗坏血酸与磷酸化剂经酯化反应制得。由于L-抗坏血酸分子2位羟基被酯化，使其对高温、水、空气中氧、酸、碱具有较高的耐受性和稳定性，进入生物体内，在磷酸酯酶作用下水解脱去磷酸基转化为L-抗坏血酸发挥作用，与维生素C具有相同的生物活性。因此，目前被广泛运用于养殖、饲料等领域。
目前，常见的维生素C磷酸酯盐有维生素C磷酸钙、维生素C磷酸钠和维生素C磷酸镁，它们的主要合成途径为利用维生素C，POCl3，丙酮，吡啶，甲醇等原料，离子树脂交换。工艺复杂，有机溶剂用量大，POCl3、吡啶毒性大，废水多且难以处理，收率低，成本高。
维生素C磷酸酯钠钙是L-抗坏血酸-2-磷酸酯系列产品之一，目前报道的维生素C磷酸酯钠钙的分子式为C6H6O9PCaNa，分子中钙钠摩尔比为1:1，合成这种维生素C磷酸酯钠钙的方法主要是利用维生素C钙在CaCl2作催化剂，Ca(OH)2调节pH至11～11.5存在下与三偏磷酸钠反应，三偏磷酸钠的六元环在碱性条件下打开，同时链状结构断裂形成正磷酸盐维生素C磷酸酯。这种方法需要加入过量的三偏磷酸钠来使维生素C钙反应完全，减少游离维生素C钙，而且反应配方中钙离子浓度过高，反应生成物水溶性下降，同时由于Ca(OH)2溶液的滴加速度很难控制以及温度控制的关系，三偏磷酸钠的六元环打开后有部分链状断裂不彻底形成三聚或二聚磷酸盐或维生素C磷酸酯，此种方法合成的维生素C磷酸酯钠钙的钙离子浓度较高，水溶性不好，有部分絮凝（多聚磷酸盐、磷酸酯）磷酸钙沉淀，同时多聚磷酸酯的生物利用度不高，很难酶解被动物吸收。为了保证维生素C钙的转化率，反应物中加大了三偏磷酸钠的投料量，促使磷酸盐的含量提高，副产物增加。相对应的维生素C磷酸酯钠钙中有效稳定维生素C的含量（以维生素C计）只在35%～39%之间，维生素C磷酸酯钠钙的品质不能有效提高，制约了产品的利用领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水溶性维生素C偏磷酸钠钙及其制备方法，本发明的水溶性维生素C偏磷酸钠钙的钙钠摩尔比为1:4，水溶性好；而且有效稳定维生素C含量（以维生素C计）≥42%；本发明的制备方法是以维生素C钙和三偏磷酸钠为原料，用NaOH调节pH，反应过程中溶液呈清，配比准确，不需过量反应物，所以产品纯度高，副产物少，三偏磷酸钠环状打开彻底变为正磷酸盐，水溶性好，无絮凝状物质和钙盐沉淀。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种水溶性维生素C偏磷酸钠钙，其结构式如下：
式中，钙钠的摩尔比为1:4，分子中钙离子浓度较低，水溶性较好，有效稳定的维生素C（以维生素C计）≥42%，160℃温度下3h后有效成分≥42%，稳定性好。
本发明还提供了这种水溶性维生素C偏磷酸钠钙的制备方法，是以维生素C钙和三偏磷酸钠为原料，加入催化剂，并用NaOH调节pH值制得。
具体为：按摩尔份数计，将1份维生素C钙溶于水中，加入0.5～0.8份三偏磷酸钠，用NaOH溶液调节pH值为11～11.5，在催化剂存在下，室温下反应20～30h，然后干燥即得维生素C磷酸酯钠钙。
所述催化剂是NaH2PO4、Ca(H2PO4)2或NaCl。
所述NaOH溶液是质量分数为30%的NaOH水溶液。
所述干燥为喷雾干燥，进风温度为160～200℃，出风温度为85～105℃，或真空干燥，真空度为15～20Pa，温度为40～70℃。
与现有制备维生素C磷酸酯钠钙（C6H6O9PCaNa）的方法相比，本发明用氢氧化钠调节pH值，增加了反应产物的溶解性，能够保持产品反应到最后都在液相中进行，无沉淀和胶凝现象产生。取消了CaCl2催化剂，CaCl2作催化剂，本身钙盐浓度加大，同时如果用NaOH调节pH值，CaCl2就起不到催化剂的效果，二者反应生成Ca(OH)2沉淀，还会使反应液变浑浊，副产物增加；减少三偏磷酸钠的用量，使维生素C钙与三偏磷酸钠的摩尔比为1:1，减少副产物生成，目标产物维生素C磷酸酯钠钙（(C6H6O9P)2CaNa4）的含量大于95%，达到食品级要求。
化学反应方程式：
本发明的水溶性维生素C磷酸酯钠钙（(C6H6O9P)2CaNa4）与现有技术的维生素C磷酸酯钠钙（C6H6O9PCaNa）相比，从分子式上可以看出，现有技术的钙钠摩尔比为1:1，而本发明的产品的钙钠摩尔比则为1:4，分子中的钙离子浓度下降一半以上，产品的水溶性明显提高，溶液无沉淀。本发明的反应从始至终溶液透明，能够延长反应时间，三偏磷酸钠的用量减少，产品质量也有所提高，有效稳定的维生素C含量达到42%～45%之间。由于本发明产品的水溶性好，提纯后，用甲醇萃取结晶，完全可以达到食品添加剂的标准，它具有成本低，工艺简单，应用广泛，稳定性好的优点，能够应用在在糕点、饼干、糖果、面包等的产品中，同时也提高了人们的生活质量，具有很高的社会价值。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
把200mL去离子水加入到500mL带搅拌的四颈瓶中，加入0.3mol维生素C钙（C12H14O12Ca），开启搅拌，加入0.15mol三偏磷酸钠，用30%的NaOH溶液调节PH到11～11.5，温度控制在25℃以下，保温24h。喷雾干燥，进风温度160℃～200℃，出风温度85℃～105℃。
主要技术性能指标：
1、有效稳定维生素C含量（以维生素C计）：
目前的含量检测法是用紫外分光光度计测定，产品在缓冲液中溶解稀释，在262nm波长处侧最大吸光度，计算含量，经检测、计算，水溶性维生素C磷酸酯钠钙（（C6H6O9P）2CaNa4）中有效稳定维生素C含量（以维生素C计）≥42%
2、水溶性：
常温下，在90g水中加入10g水溶性维生素C磷酸酯钠钙（(C6H6O9P)2CaNa4），配成10%的水溶液，超声波震荡溶解1分钟，溶液呈透明状态，无明显的沉淀和絮凝。
3、稳定性：
鼓风式烘箱中称量瓶中放置5g水溶性维生素C磷酸酯钠钙（(C6H6O9P)2CaNa4），加热至160℃时计时，分别于1h、2h、3h后检测水溶性维生素C磷酸酯钠钙中有效维生素C的含量，结果见表1，结果显示本发明的产品在160℃下加热3h后有效维生素C含量仍高于42%。说明本发明的产品中的有效维生素C损失很少，该产品有较强的稳定性，基本上满足了不同产品（食品、化妆品和饲料）的添加要求。
表1：水溶性维生素C磷酸酯钠钙（(C6H6O9P)2CaNa4）稳定性试验结果对照表
本产品可用于饲料添加剂。
实施例2：
把200mL去离子水加入到500mL带搅拌的四颈瓶中，加入0.3mol维生素C钙，开启搅拌，加入0.24mol三偏磷酸钠，用30%的NaOH溶液调节pH到11～11.5，温度控制在25℃以下，保温24h。用等体积的乙醇混合搅拌维生素C磷酸酯钠钙完全析出后过滤，用乙醇洗涤。真空干燥，真空度15～20Pa，温度3～7℃，干燥6小时，可以多次提纯达到质量要求。
本产品用于食品或化妆品行业。
实施例3：
把200mL去离子水加入到500mL带搅拌的四颈瓶中，加入0.3mol维生素C钙，开启搅拌，加入0.18mol三偏磷酸钠，用30%的NaOH溶液调节pH到11～11.5，加入8.3mmol磷酸二氢钠（NaH2PO4），温度控制在25℃以下，保温24h。喷雾干燥，进风温度160℃～200℃，出风温度85℃～105℃。
本产品用于饲料行业。
实施例4：
把200mL去离子水加入到500mL带搅拌的四颈瓶中，加入0.3mol维生素C钙，开启搅拌，加入0.21mol三偏磷酸钠，用30%的NaOH溶液调节pH到11～11.5，加入17.1mmol氯化钠（NaCl），温度控制在25℃以下，保温24h。喷雾干燥，进风温度160℃～200℃，出风温度85℃～105℃。
本产品用于饲料行业。
实施例5：
把200mL去离子水加入到500mL带搅拌的四颈瓶中，加入0.3mol维生素C钙，开启搅拌，加入0.195mol三偏磷酸钠，用30%的NaOH溶液调节pH到11～11.5，加入4mmol磷酸二氢钙（Ca(H2PO4)2），温度控制在25℃以下，保温24h。喷雾干燥，进风温度160℃～200℃，出风温度85℃～105℃。
本产品用于饲料行业。
实施例6：
把300mL去离子水加入到1000mL带搅拌的四颈瓶中，加入0.3mol维生素C钙，开启搅拌，加入0.20mol三偏磷酸钠，用30%的NaOH溶液调节pH到11～11.5，温度控制在25℃以下，保温24h。用等体积的乙醇混合搅拌维生素C磷酸酯钠钙，至完全析出后过滤，用乙醇洗涤，真空干燥，真空度15～20Pa，温度3～7℃干燥6h。
本产品用于食品或化妆品行业。

Claims (1)

1.水溶性维生素C磷酸酯钠钙的制备方法，其特征在于：按摩尔份数计，将1份维生素C钙溶于水中，加入0.5～0.8份三偏磷酸钠，用NaOH溶液调节pH值为11～11.5，在催化剂存在下，室温下反应20～30h，然后干燥即得维生素C磷酸酯钠钙；
所述的水溶性维生素C磷酸酯钠钙的结构式为：
所述催化剂是NaH2PO4、Ca(H2PO4)2或NaCl；
所述NaOH溶液为质量分数是30％的NaOH水溶液；
所述干燥为喷雾干燥，进风温度为160～200℃，出风温度为85～105℃；
或所述干燥为真空干燥，真空度15～20Pa，温度为40～70℃。
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