淺談葡萄糖酸鋅的制備研究

張敏寬

【摘 要】葡萄糖酸鋅是一種使用范圍廣泛的化學試劑，也是重要的補鋅制劑。本文介紹了葡萄糖酸鋅極其制品的制備方法，包括普通化學制備法、電解氧化法、發酵化學法、雙酶法，以及概述了不同形態的葡萄糖酸鋅的制備工藝，包括了葡萄糖酸鋅泡騰片、咀嚼片、分散片的制備工藝介紹。最后本文總結了上述內容并對其進行了展望。

【關鍵詞】葡萄糖酸鋅；雙酶法；泡騰片；咀嚼片

【中圖分類號】R943 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-0019（2019）08--01

引言

鋅是人體必需的微量元素，參與組成人體內多數的必要化合物，存在于眾多的酶系中，例如碳酸酐酶、呼吸酶、超氧生物歧化酶、DNA和RNA聚合酶等。它是合成核酸、蛋白質、碳水化合物和利用維生素A的必需物質。缺鋅時易出現味覺嗅覺變差、厭食、生長緩慢和智力發育低于正常水平等表現。可以通過食用生蠔、核桃、海帶等含鋅食品，或服用適量的葡萄糖酸鋅制劑補鋅。

葡萄糖酸鋅是常見的補鋅制劑，作為一種精細的醫藥化學品，與從食物中獲取鋅相比較，具有鋅含量較高、易于被人體吸收的特點。葡萄糖酸鋅制劑一般用作食品添加劑。在對人體的作用上，能促進傷口愈合，維持人體正常食欲等。同時，葡萄糖酸鋅作為鋅的強化劑，能提高食品中的鋅含量等。因此，對制備葡萄糖酸鋅進行深入研究十分必要。

1 葡萄糖酸鋅的制備方法

1.1 普通化學法制備 普通化學法是以葡萄糖酸鈣為原料，采用復分解法合成的一種制備方法。在沸騰的水中加入ZnSO4并攪拌，分批加入葡萄糖酸鈣，待反應完全后，過濾保留濾液，濃縮結晶后得到粗品，經溶解重結晶后得產品，其制備反應為：

Ca（C6H11O7）2+ZnSO4=CaSO4↓+Zn（C5H11O7）2

該法合成成本較低，方法簡單易行，但由于硫酸鈣微溶于水，殘留于產品中的硫酸根離子不易完全去除，導致產品純度不高。解從霞[1]用濃硫酸對葡萄糖酸鈣進行酸化脫鈣，用Ba（OH）2和H2C2O4為沉淀劑對葡萄糖酸進行純化。純化后的葡萄糖酸溶液經濃縮中和后，在葡萄糖酸鋅晶種和無水乙醇在作用下進行結晶，產物需要干燥，產率高達96%。在該法中加入沉淀劑去除產品中的雜質，產品質量得到提高。但美中不足的是操作相對復雜，成本提高，合成時間較長。

1.2 電解氧化法 電解氧化法的原理是在55℃的條件下，電化學氧化葡萄糖24小時左右，即用石墨和鋅板分別作為陰極和陽極，再以NaBr作為支持電解質進行電化學反應，可得到純度為75%的葡萄糖酸。進一步使葡萄糖酸與鋅反應，制得葡萄糖酸鋅。此法由于電化學氧化時間較長，且其中一個電極沒有實際用途，所以耗能高，生產成本整體偏高[2]。

在本工藝中，其電解反應為：

陽極：2Br-+2e-→Br2

陰極：C6H10O5→C6H14O6

可分為兩種方法：（1）無隔膜電解槽電解。電解裝置和電解質與上述相同，于55℃下電解，將所得電解液冷卻，用乙醇洗滌后得細顆粒葡萄糖酸鈉，過濾后經陰、陽離子交換樹脂，低溫濃縮結晶得山梨醇，所得葡萄糖酸鈉經樹脂提純后與ZnO反應，濃縮結晶后得到最終產物。此法中涉及分離并采用了離子交換樹脂，消耗多，周期長。（2）陰、陽離子兩性膜電解槽。在用隔膜分為陰極室和陽極室的電解槽中，通入恒電流，氧化得到葡萄糖酸，再與ZnCO3或Zn（OH）2反應，生成葡萄糖酸鋅。陰極室用于控制恒定電流，電流效率基本大于90%，能更好的氧化葡萄糖[2]。該方法具有綠色安全、無污染排放、能源消耗少等優點，并且所需要的周期短，操作更加簡單。

1.3 發酵化學法 這種方法的原理是利用微生物的氧化作用得到所需要的產品，可分為真菌類、細菌類、固定化細胞等發酵方式。最普遍采用的發酵手段是黑曲霉菌發酵。它是將葡萄糖和一定量的輔助材料，混合成反應液，在適應的溫度下接種適量的黑曲霉菌從而進行發酵。發酵過程中需維持良好的pH值環境，可以添加CaCO3等。當葡萄糖含量降至0.3mol/L以下時反應結束。最后需要經過除菌、過濾等一系列步驟得到葡萄糖酸鈣溶液，通過復分解反應得到最終產物。目前該法是主要制備手段，雖然成本低且反應簡單，但對技術水平要求較高。

1.4 雙酶法 這種方法是通過葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶對葡萄糖進行處理，反應條件為35℃的反應溫度和6.0左右的pH，反應過程中需要調節通氣量為5 L/min。結束反應的條件是反應液中的還原糖達到一定濃度。升高溫度使酶失活，再經過脫色、過濾、蒸發濃縮、結晶烘干后得到葡萄糖酸鋅[2]。

該工藝的生產周期較短、操作安全、工藝簡單，受到許多生產商的青睞，因此是未來葡萄糖酸鋅的制備發展方向。

2 下不同形態的葡萄糖酸鋅制備工藝

2.1 葡萄糖酸鋅泡騰片的制備 泡騰片是一種遇水生成CO2的片劑，泡騰物質使片劑在短時間內崩解，具有分布均勻、生物利用率高等優點，兼具了固體、液兩種狀態制劑的特點。泡騰片中的酸堿成分在水中會立刻發生中和反應，生成氣泡和CO2。這些氣泡會導致藥片在水中運動，可以使其更快地崩解和融化。之后有效成分會以離子狀態存在，可以更好地被人體吸收利用。

取半量葡萄糖酸鋅、甘露醇、羧甲基淀粉鈉，阿帕斯坦、薄荷油和碳酸氫鈉混勻60℃烘干，得A組顆粒。再取半量葡萄糖酸鋅、甘露醇、羧甲基淀粉鈉、阿帕斯坦、薄荷油和全量枸櫞酸混勻60℃烘干，得B組顆粒。將A組和B組均勻混合，加入一定量的硬脂酸鎂和微粉硅膠，在壓片機上進行壓片制得成品[3]。

2.2 葡萄糖酸鋅咀嚼片的制備 咀嚼片為片劑的一種，《中國藥典》（2005年版）附錄中的定義為：于口腔中拒絕或吮服使片劑融化后吞服，在腸胃道中發揮作用或經腸胃吸收發揮全身作用的片劑。將葡萄糖酸鋅制劑制成咀嚼片，可以提高其穩定性和口感，在臨床上具有廣泛的應用。

以葡萄糖酸鋅為原料，選用稀釋劑甘露醇、矯味劑阿帕斯坦、芳香劑薄荷油、助流劑微粉硅膠、潤滑劑硬脂酸鎂、粘合劑2%HPMC-E50。按照處方量稱取葡萄糖酸鋅、甘露醇、阿帕斯坦，置于混合機中充分混勻30min。在粘合劑的作用下制成濕軟的顆粒并翻動烘干。在過程中持續監測溫度。對干燥之后的顆粒進行整粒篩選，然后加入一定量的混合薄荷油與微粉硅膠。最后加入硬脂酸鎂，在壓片機上進行壓片制得成品[4]。

2.3 葡萄糖酸鋅分散片的制備 分散片相對于泡騰片來說，崩解更快，分散更均勻。它的主要優點是人體吸收利用率高且服用方便，可以吞服、咀嚼或在水中分散后并服，適合吞服困難人群，如幼兒、老人等。

葡萄糖酸鋅為制劑原料，采用以下輔助劑：崩解劑羧甲基淀粉鈉、低取代羥丙纖維素、交聯聚維酮薄荷油，稀釋劑甘露醇，矯味劑阿斯帕坦，芳香劑薄荷油，助流劑微粉硅膠，潤滑劑硬脂酸鎂。分別稱取一定量的上述材料，在高速狀態下充分混勻； 然后對其進行烘干，使其處于低含水量。再加入崩解劑、助流劑和潤滑劑混合均勻； 混勻后的顆粒需要測定其含量，然后根據含量進行壓片制得成品[5]。

3 總結與展望

綜上所述，葡萄糖酸鋅對人體的補鋅起到了至關重要的作用。本文所記敘的葡萄糖酸鋅不同制備方法與不同形態的葡萄糖酸鋅的制備工藝，這些方法值得進一步探索與研發。 隨著人們對葡萄糖酸鋅越來越全面的認識與日漸增長的需求，產量也會不斷增加，對產品的質量要求也在不斷提高。目前，葡萄糖酸鋅的部分制備工藝還存在耗能較高、原料利用率不足和副產物易產生污染等缺點。因此，在葡萄糖酸鋅及其制劑的制備方面，尋求一種高效、高產品質量的生產工藝是生產人們最關注的問題。與此同時，倡導并使用綠色工藝，減少能源消耗與環境污染也必不可少。