優化L—抗外血酸—2—磷酸酯生產工藝

陸文燦　周麗

摘要：L-抗外血酸-2-磷酸酯是一種高穩定性的維生素C衍生物，它是由L-抗壞血酸與三偏磷酸鈉經酯化反應得到。文章主要研究了L-抗壞血酸-2-磷酸酯的生產工藝優化，通過研究反應原料配比、pH值、反應時間、反應溫度以及設備參數等影響因素，解決了生產過程中的含量偏低、固化后太硬、成品均勻度及色差問題。

關鍵詞：L-抗外血酸-2-磷酸酯；維生素C；三偏磷酸鈉；酯化反應；pH值 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ316 文章編號：1009-2374（2015）18-0033-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.017

維生素C是動物生長、發育和繁殖過程中必不可少的營養物質，但由于動物自身不能合成，只能從外界攝取，故需在飼料中補充。維生素C本身因具有烯醇式結構，而易被環境中的氧氣迅速分解而大量損失，尤其在魚蝦等水產飼料中。因此，維生素C是食品和飼料原料中最不穩定的維生素之一。L-抗壞血酸-2-磷酸酯（以下簡稱磷酸酯）與維生素C相比，磷酸酯具有強抗氧化性、強熱穩定性、強抗壓性以及在體內體外都能被磷酸酶水解而具有維生素C活性等優點，因而能夠滿足飼料加工生產的需要。

1 現狀研究

現有磷酸酯生產工藝在生產過程中，通常存在以下問題，難以解決，具體描述如下：（1）含量偏低（要求含量≥35%），但符合標準的只有50%左右；（2）物料固化后太硬，難以切割，影響生產速度，導致生產受阻；（3）成品均勻度不好，顆粒大小不一；（4）成品色差問題，外觀顏色深淺也不一樣。

2 試驗情況

針對以上現有工藝問題，本研究通過考察反應溫度、pH值、原料配比、反應時間及設備參數等因素對磷酸酯生產工藝的影響，以期找到解決以上問題的方法。

2.1 調整維生素C與三偏磷酸鈉原料配比

在固定維生素C原料使用量的前提下，提高三偏磷酸鈉的配比，適當增加三偏磷酸鈉的配比，使反應向生成磷酸酯的方向進行，從而提高成品含量，表1是本次試驗的統計表。從試驗結果看，增加三偏磷酸鈉的配比，確實能提高成品含量。但根據以前的研究隨著磷酸化試劑添加量的增加，產物AsPP獲得率呈現先上升后下降的規律，所以三偏磷酸鈉的配比也不可過高。因此，本次試驗選定維生素C與三偏磷酸鈉的配比1∶0.8為最佳效果。

2.2 反應過程的控制

根據pH的變化將反應過程分為三個階段：pH值低于7.0之前，是維生素C和Ca（OH）2反應生產維生素C鈣的過程；pH在7.0～8.0之間，是由維生素C鈣合成三聚磷酸酯的過程；pH在8.0～12.0之間，是由三聚磷酸酯降解為二聚磷酸酯或單聚磷酸酯的過程。反應過程控制主要控制的是加入三偏磷酸鈉以后的反應過程。在加入三偏磷酸鈉后，如果Ca（OH）2流加量過快，不加以控制，合成反應迅速進行，則不能充分進行降解反應，那么生成的產品中三聚磷酸酯較多，含量達不到要求；如果Ca（OH）2流加量過慢，三偏磷酸鈉在水中易發生降解，就不會和維生素C鈣反應；同時如果反應溫度過高，反應速度過快，物料易未到反應終點就會快速凝固，同樣影響成品含量和物料切割。本次試驗是在固定維生素C與三偏磷酸鈉比例1∶0.8的條件下，反應時間、溫度與含量的變化結果，具體情況如表2所示：

根據表2試驗結果，反應過程時間控制在80～105min，含量較高，再根據以上pH變化的三個階段劃分，具體控制措施是第一階段控制30min以上，加三偏磷酸鈉控制10min，反應時間控制在30～50min，反應溫度控制在35℃以下。

2.3 調整氫氧化鈣使用量，提高終點pH值

在生產操作過程中發現，pH值低，反應后的物料固化時間縮短、硬度增加、含量偏低；pH值增高，反應后的物料固化時間延長、硬度降低、含量提高；對反應終點pH值進行試驗，試驗結果見表3：

從表3可以看出，pH值控制在11.0以上，成品含量較好。首先，在試驗過程中發現，pH值過高，先生成的磷酸酯在強堿的破壞下，生成其他的副產品，反而降低成品含量；其次，物料粘性太大，會在進入微分干燥機時堵塞干燥機，物料易出現烘焦現象。因此我們將pH值控制在11.0～12.5之間，將氫氧化鈣使用量提高0.15個百分點即可以達到。

通過對維生素C與三偏磷酸鈉原料配比調整、反應過程的控制時間與溫度的控制以及調整氫氧化鈣使用量，提高終點pH值的控制方法，L-抗壞血酸-2-磷酸酯成品含量穩步提高，從原來的35.0%左右提高到36.0%以上；切割物料人力大為降低，從原來的每批8人2小時，下降到2人2小時。

2.4 解決細度問題，減少成品色差，提高成品外觀質量

試驗時，成品細度分布顯示過200目占30%～40%，顆粒度不均勻，粗的顏色深，細的顏色淺，成品存在色差問題。本次試驗通過調節分級器頻率以及改變篩網目數來控制成品均勻度，減少色差。表4是提高篩網目數后分級器頻率變化后的成品均勻度情況。

3 驗證

按照試驗后得出的新工藝組織生產，連續生產兩個月，每月生產50批，成品質量穩定，含量及收率均達到了較好水平，兩個月，共100批產品，含量平均為37.11，收率達到99.1%，同時物料切割人力成本大幅

下降。

4 結語

通過對L-抗外血酸-2-磷酸酯工藝研究及優化，確定了生產的最優工藝條件：維生素C和三偏磷酸鈉配比1∶0.8，反應過程控制80～105min，反應溫度控制在35℃以下，反應終點pH值控制在11.0～12.5之間，分級器頻率控制在3.8～4.2之間。該工藝可以得到穩定性較好的成品，大大提升產品的市場競爭力。

參考文獻

[1] Kaiser，Klaus（Neustadt DE），Balkenhohl，et al.Preparation of Calcium L-Ascorbate-2-Phosphate：US，5420302[P].1995-05-30.

[2] 黃強，鄭建仙.飼料添加劑VC多聚磷酸酯的合成工藝優化研究[J].糧食與飼料工業，2009，（12）.

作者簡介：陸文燦（1969-），男，江蘇靖江人，江蘇江山制藥有限公司工程師，研究方向：化學科學。

（責任編輯：周 瓊）