我国葡萄糖酸钠行业的现状及发展趋势摘要: 本文简要介绍了葡萄糖酸钠的性质、应用领域、生产方法、原料、生产规模及在国内分布情况，重点介绍了催化氧化法和生物发酵法生产技术水平，对葡萄糖酸钠行业未来发展趋势进行了预测，并提出了发展建议。

关键词：葡萄糖酸钠；应用；生产方法；生物发酵法；技术水平1. 葡萄糖酸钠的性质葡萄糖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，有咸味。

化学名称：五羟基己酸钠,分子式：C6H II Na07,相对分子质量：218.14。

10％水溶液的pH值为6.2-7.8，在水中的溶解度为59g／100 ml。

表面张力9.0×10～N／m 。

微溶于醇，不溶于醚，熔点约为206℃。

[1]2. 应用现状2.2 葡萄糖酸钠的应用研究葡萄糖酸钠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，热稳定性好，无潮解性，在化工、食品、医药、轻工等行业有广泛的用途[2]目前内国开发应用方面的情况介绍如下：2.2.1医药食品领域的应用在食品工业可用作营养增补剂、固化剂、缓冲剂等，现在人们已经用葡萄糖酸钠开发出高呈味新调味品。

，这种新调味品不仅能赋于食品酸味，还能作pH 调节稳定剂，改善食品呈味性，防止蛋白质变性，掩盖不良苦味、涩味，能代替食盐制低钠、无钠食品，有益健康[3]。

●葡萄糖酸钠有显著或掩盖大豆蛋白臭、鱼臭、及掩盖镁、铁、锌等微量金属元素,特别是镁的特有苦味效果。

适合饮料及健康食品中添加。

在香肠制造中的大豆蛋白、其它原料有猪肉、猪脂肪、水、干酪钠、食盐，聚磷酸盐、亚硝酸钠、谷氨酸钠、香辛料等)，加入5 左右的葡萄糖酸钠，有明显降低大豆蛋白臭的效果。

葡萄糖酸钠还有掩盖豆乳、汉堡包等使用大豆蛋白食品特有的大豆蛋白臭味。

在鱼类加工品鱼酱中加入葡萄糖酸钠0.5% 能显著减低鱼臭味，优于使用乳化、覆盖等方法来减低鱼臭味，改善鱼品进口摄入口味的办法。

●还可代替食盐用于食品加工中改良特性，调整发酵，赋于食品保存性、脱水作用等各种功能。

葡萄糖酸钠中钠仅占分子量的10.5 (食盐中钠占分子量的39.3 )，相同量的葡萄糖酸钠和食盐，前者钠量仅为后者的1/4，因此，用葡萄糖酸钠完全可代替食盐加工无盐或减盐食品。

●葡萄糖酸钠在美国作为药品使用，用于调节人体酸碱平衡，保证神经正常使用，有效防治低钠综合症的发生[4]。

2.2.2化工领域的应用葡萄糖酸钠由于其优良的螯合性能而被广泛用于水质处理、电镀、金属与非金属的表面清洗及水泥生产等多种工业部门，葡萄糖酸钠也是制备葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸盐(锌、铜、亚铁盐)等的基础原料[5]。

●用作水质稳定剂：由于葡萄糖酸钠具有优异的缓蚀阻垢作用，所以被广泛用于水质稳定剂，例如作为石油化工企业循环冷却水系统，低压锅炉，内燃机冷却水系统等处理药剂。

因为它有以下特异优点：⑴具有明显的协调效应：适用于钼、硅、磷、钨、亚硝酸盐等配方，由于协调效应影响，缓蚀效果大大提高。

⑵缓蚀率随温度升高而增加：一般缓蚀剂随着温度升高而缓蚀率下降，甚至完全失去作用。

但葡萄糖酸钠恰恰相反，缓蚀率在一定范围内随温度升高而提高，例如对炭钢等材质的试验中，温度从77℃F于上升到120℃F，其缓冲率平均提高5%以上。

所以葡萄糖酸钠这种奇异的特性，对较高温度的体系或从低温到高温的变温体系，作缓蚀剂使用是十分理想。

⑶阻垢能力强：对钙，镁，铁盐具有很强的络合能力，所以阻垢能力很强，特别对Fe3+有极好的螯合作用，甚至在全PH范围内部有作用。

⑷灭公害：使用葡萄糖酸钠作为循环冷却水缓蚀阻垢剂，达到灭公害，这是目前所使用的其他缓蚀阻垢剂无法比拟的优点。

●用做钢铁表面清洗剂：钢铁表面如需要镀钵、镀铬、镀锡、镀镍以适应特殊用途时，如制造马口铁，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十分理想的效果。

这一点已经被国际上制造马口铁的大公司所证实。

●作玻璃瓶专用清洗剂：以葡萄糖酸钠为主体配制的清洗饮料瓶等专用清洗剂，经过长期运用证实具有洗净效力高、安全、可以显著改善洗瓶机喷管堵塞现象与三废排放的综合效果[6]。

饮料、食品、酿造等工业的日数以亿万计的玻璃瓶，如汽水瓶，啤酒瓶，牛奶瓶，罐头瓶，酱油瓶，酒瓶等，这是一个潜力很大的市场。

●在电镀行业中，作电渡添加剂，可在较高温度下操作，并可直接镀得金光亮镀层，不必再经过抛光镀铬，除锈性能好。

2.2.3.混凝土领域的应用葡萄糖酸钠是一种有效的、低成本的外加剂, 使用最为广泛的是用来抑制坍落度损失的混凝土缓凝剂。

它具有二次塑化效应，可以减少减水剂用量[7]。

当掺量在0.08%～0.2%时有较好的缓凝作用[8]。

葡萄糖酸钠在混凝土中的应用，其效益主要体现在三个方面：延长混凝土的凝结时间、降低混凝土的坍落度经时损失、提高混凝土的强度。

近年来，我国的混凝土外加剂行业也一直处于高速发展阶段。

采用羟基羧酸盐葡萄糖酸钠与萘系的高效减水剂复合而成的羟基羧酸盐复合型高效减水剂在混凝土外加剂行业中的研究应用也成为热点[9]。

要降低建设投资和提高经济效益时，就必须考虑混凝土必须具有高耐久性，就必须使用高效减水剂和聚羧酸盐系等高性能减水剂。

在萘系减水剂的分子主链上接枝葡萄糖酸钠分子支链，使萘系高效减水剂真正具备了高减水、高保坍的性能，克服了坍落度损失过快的缺点；改性萘系减水剂有更广阔的发展空间[10].这是一个潜力很大的市场。

3.国内生产方法目前国内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、多相催化氧化法4种[11]。

国内目前大工业生产中主要采用生物发酵法和多相催化氧化法。

多相催化氧化法由于使用金属催化剂具有一定的毒性, 其产品通常不能作为食品添加剂用于食品生产，而生物发酵法发酵法历史悠久、工艺稳定、成本较低、安全无污染，已成为国内生成葡萄糖酸钠的主流。

另外生物酶法工艺已经在行业内逐步得到应用[12] 。

3.1 生物发酵法[13]该方法包括霉菌发酵和细菌发酵，另外还有固定细胞发酵工艺。

目前工业化生产上普遍采用的是黑曲霉菌发酵制葡萄糖酸钠工艺。

发酵法是以淀粉、淀粉质(蔗糖)为原料经双酶法制糖；黑曲霉为生产菌种, 经菌种逐级扩大培养；深层好氧发酵，发酵代谢的酶将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,发酵过程中流加液体氢氧化钠控制PH值，最终制得葡萄糖酸钠发酵液，发酵菌体与发酵液分离后，发酵液经脱色、浓缩、结晶、重结晶、离心分离、烘干、包装后得葡萄糖酸钠成品。

该方法具有发酵初糖浓度高、周期短、控制温度高（浓度30%以上，周期20-30h,温度40℃，这是所有发酵有机酸中少有的）、发酵过程易于控制、产品易提取、生产稳定温和、易于大工业化生产。

同时具有成本低，质量易控制，无废水、废气产生等优点是目前国内工业化生产葡萄糖酸钠的主要生产方法。

3.2多相催化氧化法[14]该法系气一液一固三相在反应器内进行的反应。

它是以结晶葡萄糖为原料，配制一定浓度的葡萄糖溶液，以多元金属/炭催化剂、钯/炭合金Pd ( Pt) / C 为催化剂, 空气为氧化剂, 在30 --70℃下, 将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,向反应器溶液中通入空气，并不断流加一定浓度的Na0H溶液来维持一定的pH值。

反应后的溶液经冷却、抽滤、滤液减压浓缩、离心分离、结晶、烘干、包装后得到葡萄糖酸钠晶体。

在国内已实现稳定工业化生产。

该法工艺简单，反应平稳，易于控制，反应条件温和，其葡萄糖转化率在95%左右。

缺点是所用催化剂在循环使用一定次数后，催化效率下降，使葡萄糖转化率降低，反应时间延长甚至基本无催化活性，催化剂必须报废更新，相应提高了单位产品催化剂耗量，也使葡萄糖酸钠产品生产成本较高。

催化剂性能的好坏是使用此法的关键。

由于金属催化剂具有一定的毒性, 其产品通常不能作为食品添加剂用于食品生产, 因此, 产品的应用受到一定的限制。

但催化氧化法还是目前国内葡萄糖酸钠生产的主要方法，特别是工业混凝土行业用葡萄糖酸钠的中小生产企业应用较多。

3.3 均相化学氧化法[15]将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，后折出葡萄糖酸钠来进行提纯，可得萄糖酸钠含量在95％(质量分数)以上的产品。

该方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，但均相化学氧化法需要严格控制催化剂在反应液中有效成分的含量，对温度、溶液pH 值有依赖性，中间步骤多，副产物多，产物难于分离，且作为催化剂的盐难以再生，产率较低，反应时间较长，且对环境有较大污染，因此在应用上受到了限制。

3.4 电解氧化法[16]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。

其工业参数的确定因加入电解质的不同而异。

从电解方式上，电解氧化法合成葡萄糖酸可以分为直接电解合成法、间接电解合成法以及“成对电解”合成法。

直接电解副反应多，工业化生产都不采用直接电氧化法。

间接电氧化法是在电解槽中加入氧化还原媒质，其次，氧化性媒质去氧化反应物，得到最终反应产物。

电解结束后电解液经浓缩、结晶，可得葡萄糖酸钠晶体。

电解氧化法虽然克服了生物发酵法和均相化学氧化法的某些缺点，但在工业生产中能耗大，不易控制，因此工业化生产中很少采用。

3.5 酶法[17]酶法生产工艺是利用酶制剂(葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶)催化作用下直接将葡萄糖氧化成葡萄糖酸, 在反应过程中通过流加氢氧化钠溶液保持一定的PH值范围，最终生成葡萄糖酸钠溶液。

酶法生产工艺的特点是: 工艺简单、纯度高、设备少、收率高、节能降耗、成本低。

缺点：酶制剂价格昂贵。

但酶法工艺的突出优越性,已经引起广大科技工作者极大的兴趣和众多葡萄糖酸钠企业的关注。

许多学者预计：采用葡萄糖氧化酶作催化剂，用空气氧化的方法制取葡萄糖酸钠是今后的发展方向4.生产规模及技术水平本文重点阐述国内发酵法和催化氧化生成葡萄糖酸钠的生产技术状况。

4.1生产规模及分布葡萄糖酸钠行业作为新兴产业，发展迅猛，有报道称：2003-2009年国内葡萄糖酸钠行业的产量保持了33.14%的复合增长率，中国已成为全球重要的生产国和出口国。

中国目前有超过四十家葡萄糖酸钠生产企业，大部分分布在玉米主产区，主要产地分布在山东、浙江、河南、湖北、广东、江苏、江西、安徽等地。

年总产能超过60万吨，不包括广东、浙江等南方地区葡萄糖酸钠水剂产品，如计算在内将会超过70万吨。

仅山东就超过7家，全部采用发酵法生产，总产能超过40万吨，浙江也超过7家，少数采用发酵法生产，总产能超过10万吨左右。