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1、甘露醇 (Mannitol或 Mannite) ，又称 D-甘露糖醇，是山梨醇的同分异构体， 为六元醇，分子量 182.178， 分子式：C6H8OH 6， 熔点 166， 比重 1.521(20 ),易溶于水和热的甲醇、乙醇，不溶于乙醚。甘露醇为白色或无色结晶性粉末，无臭，具有清凉甜味儿，甜度相当于蔗糖的70，其天然品广泛存在于植物的叶、茎、根中，如海藻、柿饼外表的白粉即为甘露醇，在食用菌类、地衣类及胡萝卜中含量较多。1 生产方法甘露醇的生产方法颇多，但大部分产物都不是纯洁物，而是山梨醇和甘露醇的混合物，如要得到单一产品，必须经过别离提纯。1.1 海带提取法海带提取法是我国目前生产甘露醇的主
2、要方法，是在海带提取碘及海藻酸钠后的废水中提取甘露醇，约10 t 海带可得 1t 甘露醇。该法可得到单一的甘露醇，免去了与山梨醇别离这一工序，精制纯度高，但该法收率低，精制手续麻烦，同时生产成本高，原料来源受地区、季节限制。具体工艺过程： 干海带浸泡搓洗。 用氢氧化钠溶液调pH，使胶状物沉淀，用硫酸酸化清液，进一步除胶状物。清液蒸发，除盐，结晶，离心别离，得甘露醇粗制品。精制。在90左右烘干，即得药用甘露醇(99.08 ) 。1.2 以蔗糖为原料的催化氢化法蔗糖水溶液加酸水解成葡萄糖和果糖，进行催化氢化反应，葡萄糖转化为山梨醇， 果糖转化为大致等量的山梨醇和甘露醇。实际产物中， 山梨醇占 80
3、，甘露醇占 20。一般 52t 白糖可得到 1t 甘露醇，联产山梨醇4t 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页该法以充足价廉的蔗糖为原料，工艺可靠，原料利用率高，与海带提取法相比，成本低，产品质量好，且原料不受地区季节限制。工艺过程：加热搅拌使蔗糖溶于清水， 用 HCl 调 pH ，温度控制为 90105，保持 12h，冷却备用。糖水经阴阳离子交换树脂提纯，进入氢化釜催化氢化。进行真空浓缩、结晶、离心别离，得粗甘露醇，母液即为工业山梨醇。粗甘露醇二次结晶、离心别离、烘干、粉碎、过筛，得工业级甘露醇。1.3 其他方法如
4、：葡萄糖电化学复原、生物酶一化学催化剂共同作用制甘露醇、利用D-葡萄糖异构化、氢化制备甘露醇、从咖啡渣中提取、从生产右旋糖苷的废液中提取、利用微生物发酵、催化异构山梨醇。2 国内外甘露醇生产概况目前世界甘露醇生产能力约为4 万吨年，消费量约3.5 万吨年，主要生产国有美国、澳大利亚、瑞士、日本、巴西和中国。其中美国消费量在8000t左右，日本年需 1000t。由于近年来世界范围内食品行业尤其是口香糖对甘露醇需求量快速增加，使得甘露醇市场容量迅速增长，前景较好。国外主要采用两种工艺生产，即蔗糖水解转化糖催化复原法和葡萄糖经异构再经酶异构的糖液催化复原法，生产产品品质好，环境污染轻，生产成本低，不
5、受自然资源影响。国外甘露醇主要生产企业有：美国ICI 公司、荷兰 Cheime combaratic 公司、巴西 Getec 公司、日本协和发酵及东和化成、澳大利亚ICI 公司、瑞士Hefti Aktiengesellschaft公司、法国 Roquettc 公司等。我国甘露醇的生产已有40 多年的历史，主要由沿海地区的海洋化工厂从海藻提碘和海藻酸钠后的废水中提取甘露醇，由于受产量限制， 从 70 年代开始，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页江西发酵工业研究所、湖南轻工业研究所、广西南宁有机化工厂与广西轻工业研究所协
6、作，相继开始了合成法的研究。1986 年南宁化工研究设计院以蔗糖白砂糖为原料建起 50 吨/ 年的甘露醇生产中试装置，1997年，该院建成 1250吨/ 年总醇以蔗糖为原料生产甘露醇山梨醇生产线，目前，南宁化工研究设计院正承建 5000吨/ 年甘露醇、山梨醇生产装置。我国甘露醇在合成转化率及提取、结晶别离，净化等关键设备与自控水平与世界先进水平还有差距。我国甘露醇提取法企业主要分布在辽宁、山东、江苏等沿海地区， 如日照洁晶集团股份1350 吨/ 年、胶南明月海藻工业公司1000吨/ 年、青岛字龙海藻工业公司600吨/ 年、辽宁黑山县制碘厂400 吨/ 年、江苏赣榆鸿源海藻工业、连云港东方红化工
7、厂、烟台幸福海藻工业、蓬莱高成海藻工业等。采用合成法的企业主要有：石家庄华兴医药化工厂蔗糖水解氢化法500 吨/年、广州昊天化学集团360吨/ 年、济南裕膝制药 500吨/ 年、广西南宁化工研究设计院、宜兴第二化学试剂厂、上海光华科技公司、南宁化学制药公司等。3 消费情况甘露醇广泛应用在医药工业、食品工业、化工及生物化学等方面，需求量大。在医药上可作为脱水剂、利尿剂与脑血管舒通剂等，还可用高档药片的赋形剂及固体、液体的稀释剂，是生产甘露醇大输液 的主要原料，也是生产六硝基甘露醇、烟酸甘露醇酯的原料，据中国化学制药工业协会提供的信息，2002年我国甘露醇市场需求量 含净出口量 预计为 8000
8、吨，而甘露醇产量约为6000吨，目前我国 95的甘露醇消费是直接用于生产甘露醇注射液，甘露醇注射液就需要年消耗甘露醇3800吨左右， 2002年医药行业的总消耗约为5000 吨左右，此精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页外甘露醇还有许多重要的颇具市场前景的下游产品亟待开发，如合成抗肿瘤药物甘露醇氮齐、甘露醇双甲磷酸等，心血管疾病治疗药物烟酸甘露醇酯、六硝酸甘露醇酯，抗菌药物L3羟基 4三甲基氢基丁酸内酯等。在食品工业，最主要的两大用途是：代替食糖用于糖尿病、肥胖症患者的特殊食品；口香糖和醒酒药的添加剂。2002年中国食
9、品和食品添加剂领域对甘露醇的需求量约为2000吨，并且今后一段时间，在食糖代用品和口香糖方面的需求量将逐渐增加。在化学工业中主要用于生产甘露醇聚氨酯、硬脂甘露醇酯，还可用于生产外表活性剂、炸药、甘露醇硬脂聚氨酯泡沫塑料、改性甘露醇、醇酸树脂用于涂料、电镀液的抗氧化剂和稳定剂、植物生长调节剂、果蔬贮藏处理剂等。在生物化学上甘露醇是配制细菌培养基的主要成分。4 生产发展趋势目前我国主要采用海带提取法生产甘露醇，生产流程长，提取率低，污染严重，加上原料限制，已经无法满足下游需求，因此人工合成甘露醇将占据市场的主角，逐步取代海带提取的传统生产方式。目前我国甘露醇生产能力较小，生产企业大多是中小企业，生
10、产成本无法与国外先进企业相竞争，必须实现规模化、系列化生产，提高经济效益，同时亟须实现下游产品系列化、装置通用化、上下游一体化。目前国内化学合成法比较成熟。 南宁化工研究设计院已成功开发出以蔗糖为原料，经水解氢化、别离结晶制备甘露醇的方法和以葡萄糖为原料，异构后加氢，别离结晶制备甘露醇技术，并建有数套工业化装置，其工艺技术简单，环境污染小，产品质量好，收率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，南宁化精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学制药公司已经采用其技术开工建设10000吨/ 年的装置。无锡轻工大学以淀粉为原材料，
11、采用化学酶双异构化法，首先制备高含量的甘露糖和果糖分别为和将反应液氢化可获得甘露醇含量为，该工艺投资少，生产易连续化，甘露醇得率高，从而较大程度降低了甘露醇的生产成本，是一个有应用价值的新生产方法。据有关资料测算，建设一套年产总醇2500吨装置，设备投资 800 万元，生产成本 6550元吨，经济效益十分显著。5 结语国内甘露醇正处于提取法和合成法的转换期，且国内技术比较先进，所需原料葡萄糖为淀粉和蔗糖的下游产品，我国北方沿海地区甘露醇生产企业现在仍然采用海带提取法，而该地区淀粉原料丰富，合成法依靠成本优势有取代提取法的趋势，有兴趣的企业应在深入调研的基础上，积极上合成法生产装置，并提高生产工
12、艺水平，以此为契机，进行甘露醇上下游系列产品的开发生产，开辟新的精细化工和生物化工领域。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页拓展甘露醇在食品、医药中的应用甘露醇是一种极好的功能性糖醇，可应用于医药、食品、化工等诸多领域。我国甘露醇的应用已有几十年历史，但由于过去受到产量与价格的制约，应用范围受到限制，主要应用在医药行业。如今，随着合成法甘露醇技术的发展，甘露醇产量不断提升，价格也保持在合理水平。因此，未来开拓甘露醇新的应用领域，特别是开拓其在食品工业中的应用，具有重要意义。甘露醇 (Mannitol)又称 D-甘露糖醇
13、，它具有令人愉快的甜味，甜度为蔗糖的倍。在功能性糖醇中，甘露醇是唯一一种不易吸潮的六元糖醇，它甜度适宜、热量低、无毒副作用，在人体生理代谢中，与胰岛素无关，不提高血糖值，不致龋齿，因此可用作糖尿病人、肥胖病人的甜味剂。我国甘露醇的来源主要是海带或海藻制碘工业的联产物，以提碘后的废液为原料，经中和、浓缩、降盐、结晶提纯而得。但是，受原料来源有限以及提取收率、气候条件、能源消耗等因素限制，上世纪我国的甘露醇年产量始终未超过8000 吨。近几年，合成甘露醇在国内迅速发展，现在几乎完全取代了天然提取甘露醇。合成甘露醇以蔗糖和葡萄糖为原料，通过水解、差向异构与酶异构，然后加氢而得。合成法生产甘露醇具有不
14、受原料限制、能耗低、质量好、适合大规模生产等优点。甘露醇在医药领域的应用甘露醇作为一种六元糖醇，除具有性质稳定、生理代谢不需要胰岛素等特点外，还具有某些独特的生理性能，因而被应用于医药工业。甘露醇是最好的渗透性利尿剂与脱水剂，能预防和治疗急性肾损伤，防治水肿与脑内压、眼内压升高，对防治脑水肿、青光眼有重要作用。因此在临床上有较大量的使用。甘露醇对肾小管的主要作精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页用在于抑制水份的重吸收，使原有的渗透压不能有效维持，从而使尿量增加，起到排毒与保护肾脏的作用。人们公认甘露醇有以下疗效：1利尿
15、脱水。 甘露醇可以减轻脑水肿，使血粘度下降和脑血管舒张，从而改善脑血流，保持了脑的自动调节作用。还可增加冠脉的血流，最大程度地降低缺血心肌的损害程度和范围。正因为甘露醇在医疗上有以上重要作用，所以在所有的医院里，甘露醇是利尿排水的首选药物，甘露醇注射液都属必备药物之一。2扩张血管。在医药方面, 甘露醇广泛用于脑血管舒张剂，用于治疗脑血管梗塞。由于它的扩张血管作用，可以间接起到降低血压、舒筋活血的作用，3润肠通便。 由于甘露醇在人的肠胃中不易吸收，所以它还是一种温和的轻泻剂，对于长期性的便泌有良好的治疗作用。4促进钙吸收。研究说明，甘露醇对胳蛋白磷酸肽延缓磷酸钙的沉淀性能有增强作用。胳蛋白磷酸肽
16、是目前研究最多，也是最有效的促进钙吸收因子。它可以与钙离子形成可溶性复合物，防止了钙在小肠中性或微碱性环境中形成沉淀，同时可以在没有维生素D参与的条件下帮助的吸收。5用作医药片剂的赋形剂和填充剂。用甘露醇制作的药片，口味良好，片剂强度高，易崩解，保存时间长，不会发霉；而且，甘露醇具有的清凉甜味可以掩饰药物的不良口味，使得药物易为病人接受，常被用于抗癌药、抗菌药、抗组胺药、维生素、醒酒药、口中清凉剂等片剂的制造。6醒酒。目前在市场上可以见到的醒酒药片，其80% 以上的成分是甘露醇，同时再加入一些葛根提取液或葛根粉制成。甘露醇在食品工业中的应用多年以来，人们对甘露醇的医疗作用作过许多研究。但由于甘
17、露醇来源比较紧缺，而且市场供给量波动性较大，所以人们对其在食品中应用的研究进行得较少。有关研究说明，甘露醇被食用后最终精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页约有 50% 为人体利用， 其能量仅为， 而且进入人体后，不需要通过胰岛素代谢。作为功能性食品配料，甘露醇在食品领域有着广泛的应用前景。随着合成法甘露醇生产工艺的发展，甘露醇的生产规模呈迅速扩张趋势，生产成本与价格也趋于稳定，因此开拓甘露醇在食品领域的应用已势在必行。1开发糖尿病人用食品。甘露醇在人体中的一次代谢途径与胰岛素无关， 摄入后不会引起血液葡萄糖与胰岛素水平
18、大幅度的波动，可供糖尿病人食用。2用于防龋齿甜食。 甘露醇不会被口腔微生物利用，还可抑制突变链球菌的生长繁殖，因此可以用于生产防龋齿甜味食品。美国食品与医药管理局同意在使用甘露醇等多元醇的无糖食品上标注“不形成龋齿”的宣传。3开发甘露醇口香糖。甘露醇具有清凉的甜味，其甜度相当于蔗糖的，其溶解吸热为29Cal/g ，相当于木糖醇38Cal/g 的76% 。利用这一特点，在口香糖生产上，甘露醇可以用作甜味剂与矫味剂。4用作隔潮剂。 与山梨醇、 木糖醇等不同， 甘露醇不易吸潮，20时， 其溶解度仅为18 克/100 克，远比山梨醇、 木糖醇与麦芽糖醇低。因此，它可以用作隔潮剂，用于口香糖、胶姆糖等食
19、品时，可防止加工与使用过程中的粘连。此外，甘露醇不参与美德拉反应，在用于食品加工时，物料不容易焦化，有利于保持产品良好的颜色，可用于烘烤食品等。但是，多元糖醇在服用时，有一个共同特点，即超过一定量时，会引起肠胃不适或腹泻，甘露醇、木糖醇、山梨醇等都有这种情况。所以美国政府规定，如果一次性服用甘露醇可能超过20 克时，必须在食品标签上加以说明。甘露醇在食品工业上用途相当广泛。它可以作为低热值、低糖的甜味剂，可用于制作糖尿病人、肥胖病人用食品，也适合减肥者服用；甘露醇在食品中作为无糖口香糖的甜味剂或防粘剂，已经得到精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
20、- -第 8 页，共 9 页普遍使用；甘露醇还被用于制作冰淇淋、糖果巧克力的风味糖衣，即所谓脆皮巧克力的外皮。甘露醇还可以掩饰其他食品添加剂中的不良味道，如糖精的铁锈味、其他物质的苦味等，所以它可以与高倍甜味剂混合用于饮料、糖浆及其他食品，如生产糖果蜜饯、果酱、果冻等。此外，甘露醇还可作为填充剂、品质改进剂、防结块剂，并可添加于各种食品，以延长其货架期。国际上公认，甘露醇在食品工业中的使用是安全的。随着甘露醇生产量的扩大及人们保健意识的提高，甘露醇已开始大规模进入功能食品与保健食品领域。甘露醇在其他领域的应用甘露醇是一种典型的多元醇，其羟基可以在一定条件下参与许多化学反应，生成许多有机化学品，
21、甘露醇在塑料、日用化工等诸多领域有着良好的应用前景。例如，在精细化工上，甘露醇可用于生产聚醚，作为制造耐高温泡沫塑料，用于保温与消防；甘露醇聚醚制造的泡沫塑料品质优良，可以耐受温度高达180，所以甘露醇还可用于生产耐温材料。大功率的电解电容器，如大型铝电解用的电解电容器，其中的电解液必须加入甘露醇，以降低电解液的饱和蒸汽压，抑制氧化膜的水合作用，提高电容器的高温稳定性和电解液的高低温特性。南通江海电容器厂使用国产甘露醇配制的中高压工作电解液，使得在 105下的铝电解电容器寿命从2000 小时突破到5000 小时。我国是甘露醇生产与消费大国，甘露醇产量约占世界总产量的四分之一左右。随着国内甘露醇生产技术的发展与人们对功能糖醇性质的深入了解，甘露醇在食品、保健及其他领域的应用一定会有更大的进展。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页