优化L—抗外血酸—2—磷酸酯生产工艺

陆文灿　周丽

摘要：L-抗外血酸-2-磷酸酯是一种高稳定性的维生素C衍生物，它是由L-抗坏血酸与三偏磷酸钠经酯化反应得到。文章主要研究了L-抗坏血酸-2-磷酸酯的生产工艺优化，通过研究反应原料配比、pH值、反应时间、反应温度以及设备参数等影响因素，解决了生产过程中的含量偏低、固化后太硬、成品均匀度及色差问题。

关键词：L-抗外血酸-2-磷酸酯；维生素C；三偏磷酸钠；酯化反应；pH值 文献标识码：A

中图分类号：TQ316 文章编号：1009-2374（2015）18-0033-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.017

维生素C是动物生长、发育和繁殖过程中必不可少的营养物质，但由于动物自身不能合成，只能从外界摄取，故需在饲料中补充。维生素C本身因具有烯醇式结构，而易被环境中的氧气迅速分解而大量损失，尤其在鱼虾等水产饲料中。因此，维生素C是食品和饲料原料中最不稳定的维生素之一。L-抗坏血酸-2-磷酸酯（以下简称磷酸酯）与维生素C相比，磷酸酯具有强抗氧化性、强热稳定性、强抗压性以及在体内体外都能被磷酸酶水解而具有维生素C活性等优点，因而能够满足饲料加工生产的需要。

1 现状研究

现有磷酸酯生产工艺在生产过程中，通常存在以下问题，难以解决，具体描述如下：（1）含量偏低（要求含量≥35%），但符合标准的只有50%左右；（2）物料固化后太硬，难以切割，影响生产速度，导致生产受阻；（3）成品均匀度不好，颗粒大小不一；（4）成品色差问题，外观颜色深浅也不一样。

2 试验情况

针对以上现有工艺问题，本研究通过考察反应温度、pH值、原料配比、反应时间及设备参数等因素对磷酸酯生产工艺的影响，以期找到解决以上问题的方法。

2.1 调整维生素C与三偏磷酸钠原料配比

在固定维生素C原料使用量的前提下，提高三偏磷酸钠的配比，适当增加三偏磷酸钠的配比，使反应向生成磷酸酯的方向进行，从而提高成品含量，表1是本次试验的统计表。从试验结果看，增加三偏磷酸钠的配比，确实能提高成品含量。但根据以前的研究随着磷酸化试剂添加量的增加，产物AsPP获得率呈现先上升后下降的规律，所以三偏磷酸钠的配比也不可过高。因此，本次试验选定维生素C与三偏磷酸钠的配比1∶0.8为最佳效果。

2.2 反应过程的控制

根据pH的变化将反应过程分为三个阶段：pH值低于7.0之前，是维生素C和Ca（OH）2反应生产维生素C钙的过程；pH在7.0～8.0之间，是由维生素C钙合成三聚磷酸酯的过程；pH在8.0～12.0之间，是由三聚磷酸酯降解为二聚磷酸酯或单聚磷酸酯的过程。反应过程控制主要控制的是加入三偏磷酸钠以后的反应过程。在加入三偏磷酸钠后，如果Ca（OH）2流加量过快，不加以控制，合成反应迅速进行，则不能充分进行降解反应，那么生成的产品中三聚磷酸酯较多，含量达不到要求；如果Ca（OH）2流加量过慢，三偏磷酸钠在水中易发生降解，就不会和维生素C钙反应；同时如果反应温度过高，反应速度过快，物料易未到反应终点就会快速凝固，同样影响成品含量和物料切割。本次试验是在固定维生素C与三偏磷酸钠比例1∶0.8的条件下，反应时间、温度与含量的变化结果，具体情况如表2所示：

根据表2试验结果，反应过程时间控制在80～105min，含量较高，再根据以上pH变化的三个阶段划分，具体控制措施是第一阶段控制30min以上，加三偏磷酸钠控制10min，反应时间控制在30～50min，反应温度控制在35℃以下。

2.3 调整氢氧化钙使用量，提高终点pH值

在生产操作过程中发现，pH值低，反应后的物料固化时间缩短、硬度增加、含量偏低；pH值增高，反应后的物料固化时间延长、硬度降低、含量提高；对反应终点pH值进行试验，试验结果见表3：

从表3可以看出，pH值控制在11.0以上，成品含量较好。首先，在试验过程中发现，pH值过高，先生成的磷酸酯在强碱的破坏下，生成其他的副产品，反而降低成品含量；其次，物料粘性太大，会在进入微分干燥机时堵塞干燥机，物料易出现烘焦现象。因此我们将pH值控制在11.0～12.5之间，将氢氧化钙使用量提高0.15个百分点即可以达到。

通过对维生素C与三偏磷酸钠原料配比调整、反应过程的控制时间与温度的控制以及调整氢氧化钙使用量，提高终点pH值的控制方法，L-抗坏血酸-2-磷酸酯成品含量稳步提高，从原来的35.0%左右提高到36.0%以上；切割物料人力大为降低，从原来的每批8人2小时，下降到2人2小时。

2.4 解决细度问题，减少成品色差，提高成品外观质量

试验时，成品细度分布显示过200目占30%～40%，颗粒度不均匀，粗的颜色深，细的颜色浅，成品存在色差问题。本次试验通过调节分级器频率以及改变筛网目数来控制成品均匀度，减少色差。表4是提高筛网目数后分级器频率变化后的成品均匀度情况。

3 验证

按照试验后得出的新工艺组织生产，连续生产两个月，每月生产50批，成品质量稳定，含量及收率均达到了较好水平，两个月，共100批产品，含量平均为37.11，收率达到99.1%，同时物料切割人力成本大幅

下降。

4 结语

通过对L-抗外血酸-2-磷酸酯工艺研究及优化，确定了生产的最优工艺条件：维生素C和三偏磷酸钠配比1∶0.8，反应过程控制80～105min，反应温度控制在35℃以下，反应终点pH值控制在11.0～12.5之间，分级器频率控制在3.8～4.2之间。该工艺可以得到稳定性较好的成品，大大提升产品的市场竞争力。

参考文献

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

[2] 黄强，郑建仙.饲料添加剂VC多聚磷酸酯的合成工艺优化研究[J].粮食与饲料工业，2009，（12）.

作者简介：陆文灿（1969-），男，江苏靖江人，江苏江山制药有限公司工程师，研究方向：化学科学。

（责任编辑：周 琼）