葡萄糖酸钠的分子式为C6H11O7Na，分子量为218.14。葡萄糖酸钠广泛用于工业中。葡萄糖酸钠可用作建筑，纺织印花和金属表面处理及水处理，钢表面清洁剂，玻璃瓶清洁剂，电镀行业氧化铝着色等领域的高效螯合剂。混凝土工业用作高效缓凝剂，高效减水剂等。葡萄糖酸钠因其来源广泛，无毒，无潮解，稳定性和良好的螯合性能而备受关注。一些新的制备葡萄糖酸钠技术不断被开发，其应用也越来越广泛。在食品工业中，葡萄糖酸钠作为食品添加剂，可以赋予食品酸味，增强食品的味道，防止蛋白质变性，改善不良的苦味和涩味，并取代盐来获得低钠，无钠的食品。目前，家庭工人对葡萄糖酸钠的研究主要集中在生产和制备工艺的成熟以及生产成本的降低上。本文介绍了食品工业中葡萄糖酸钠的主要生产工艺，如制备方法，工艺优化等热点问题，以及在食品工业中的应用，为葡萄糖酸钠的制备和应用提供了理论参考。
食品添加剂葡萄糖酸钠的制备原理
食品级葡萄糖酸钠的制备主要采用的是生物发酵法，生物发酵法所用的菌种主要包括真菌和细菌，另外还有新型的固定化细胞发酵。现目前葡萄糖酸钠生产的方法采用的是酶氧化法生产，其中用到的主要的酶是葡萄糖氧化酶（GOD）。葡萄糖氧化酶主要负责通过葡糖酸和过氧化氢催化葡萄糖的产生。黑曲霉（Aspergillus niger）是GOD的主要生产菌株。在实际生产中，GOD将与过氧化氢酶（CAT）形成复杂的酶系统。CAT主要的功能是使得体系中的H2O2得以分解。葡萄糖在GOD的作用会氧化为葡萄糖酸，并伴随过氧化氢的释放。过氧化氢具有很强的氧化性，可以降低葡萄糖氧化酶的活性。过氧化氢酶的加入可以快速分解过氧化氢，将过氧化氢分解成水和氧，葡萄糖氧化酶可以繼续催化反应。并且可以补充反应所需的氧气，使氧化反应持续进行。在实际生产中，加入一定量的氢氧化钠溶液以维持反应体系的pH值，使反应继续进行。
食品添加剂葡萄糖酸钠的制备方法
文献中提到的葡萄糖酸钠的制备方法主要包括均相化学氧化法，电解氧化法，非均相催化氧化法和生物发酵法。其中，最常用的是非均相催化氧化和生物发酵。非均相催化氧化法受催化剂和催化效率的限制，具有催化剂易中毒，生产效率低，生产成本高的缺点。因此，非均相催化方法不适合在食品工业中生产葡萄糖酸钠。目前在食品行业中，大批量的生产葡萄糖酸钠仍然采用的是生物发酵法。
传统生物发酵技术。传统的葡萄糖酸钠发酵采用的是黑曲霉菌发酵工艺，该方法是利用黑曲霉为发酵菌株，通过不断向发酵体系内加入氢氧化钠溶液控制pH，并控制一定的温度，氧含量等条件进行发酵。发酵后，通过多种工艺获得产品，如灭菌，脱色，浓缩，结晶，离心和干燥。由于存在传统工艺效率低下，所得产品质量较差等缺陷。目前国内外在传统生物发酵法中的研究主要集中在改良发酵菌种、固定化菌丝体重复利用、改变发酵方式和寻找葡萄糖替代品等方面。
葡萄糖酸钠的生产过程是需氧过程，反应体系中的氧气量对发酵时间和产量有着重要的影响。传统工业生产一般都是通入空气以供应反应所需的氧气，但液体溶氧速率有限，不能及时满足实际生产中所需氧气含量，从而延长了生产时间。H.W. Lee通过加压使得水中溶解氧浓度达到150mg/L，发现葡萄糖酸钠的生产得率大大提高。O.V. Singh对比了液态发酵，表面发酵，半固态发酵和固态发酵对于葡萄糖酸钠生产的影响，证明了固态发酵是最有效的发酵方式。
在实际生产中，为了降低生产成本，将尝试寻找低成本碳源作为发酵和生产葡萄糖酸钠的基质，包括玉米淀粉，甘蔗渣，糖蜜等。注： Vassilev等人。通过黑曲霉发酵玉米淀粉水解产物生成葡萄糖酸钠，发现葡萄糖酸钠的最高产量为143 g / L。一些研究人员使用木糖和纤维二糖作为唯一的碳源来生产葡萄糖酸钠。虽然葡萄糖酸钠的生产不如葡萄糖好，但它可以降低生产成本并将废物变成宝藏。这是葡萄糖酸钠的未来节约。一种重要的生产成本
生物发酵新技术——固定化酶技术。传统的发酵法生产葡萄糖酸钠，会得到大量的细菌或真菌菌丝。这些菌丝会被当做废料处理，而其中往往含有大量的葡萄糖氧化酶。近年来，基于这一问题，国内外学者将目光瞄准酶固定化技术，因此固定化酶技术越来越受到了研究者的关注。
固定化酶的研究使得葡萄糖酸钠广泛的应用于工业中成为可能。目前为止，多种酶被成功固定到不同载体上，并且取得了很好的经济效益及应用价值。在食品工业中，使用固定化酶代替游离酶可以提高葡萄糖酸钠的生产效率，降低使用成本，简化纯化过程，并提供高产量和高质量。关于酶固定化技术的早期研究主要选择纤维素，固体玻璃颗粒，多孔玻璃颗粒和镍网。其中，多孔玻璃和纤维素是最广泛使用的固定载体，因为它们的表面积大，因而酶的催化活性相对较高。近年来，固定化技术应用越来越多，酶的固定化技术涉及用高分子材料物理的包埋法，导电高分子共聚法和无机凝胶包埋法。有研究者采用丙烯酸的微粒凝胶和三价金来固定GOD，表现出很好的效果，还有报道关于利用戊二醛交联作用把GOD固定在竹子的内膜上，并取得了一定的成果。现在所使用的固定化载体种类繁多。
葡萄糖酸钠在食品工业中的应用
现目前葡萄糖酸钠作为一种性能良好的食品添加剂，广泛用于食品加工业。同时，它还广泛用于营养补充剂，食品防腐剂，质量改进剂和缓冲剂，根据食品的不同用途，可分为以下几类：
葡萄糖酸钠调节食品的酸度。在食品中添加酸可以增强食品的安全性，因为酸是防止冷藏食品中微生物污染的主要形式，而与高温或高静水压力处理相结合使用酸可以降低能耗，从而降低成本。然而，在食品或饮料配方中添加酸通常会降低适口性，因为酸性较高，这限制了食品工业更好地利用酸作为防腐剂的能力，将葡萄糖酸钠配制成钠盐混合物（分别加入氯化钠和醋酸钠）后分别作用于柠檬酸、乳酸和苹果酸，发现葡萄糖酸钠混合物对柠檬酸和苹果酸的酸度（PH为4.4）有中度抑制作用，但对乳酸的酸度几乎没有影响。葡萄糖酸钠调节柠檬酸和苹果酸中的pH值，从而有效地减少酸味，不会产生过咸的味道，说明葡萄糖酸钠在相对较高的酸水平上能够显著抑制柠檬酸和苹果酸的酸性。在食品工业中，葡萄糖酸钠被广泛用于饮料行业以确保饮料的质量，同时还保护由常规灭菌方法引起的过高温度引起的饮料成分的破坏，并且节省能量。
葡萄糖酸钠代替食盐用于食品工业。相关研究表明中国人均的食盐摄入量是世界平均人均摄入量水平的数倍，体内钠离子含量过高，会导致高血压高血脂等慢性疾病的发生。在关注生活水平和疾病健康的同时，低盐食品引起了广泛关注，成为食品行业的热点。研究表明，每日盐的钠含量是葡萄糖酸钠的四倍，而葡萄糖酸钠的钠分子量仅为10.5%。与常用的低钠盐相比，葡萄糖酸钠的味道差别不大，但具有无刺激性，无苦味和涩味的优点，在实际应用中已成为盐的替代品。目前主要用于食品领域，如无盐产品和面包。研究报道使用葡萄糖酸钠代替盐进行面包发酵，不仅可以发酵低钠面包，还可以在不影响其整体风味和保质期的情况下实现减盐。
葡萄糖酸钠改善食品风味。在食品行业，食品的風味是在感官评价中的重要指标。近年研究发现：葡萄糖酸钠能够改善苦味，葡萄糖酸钠盐对苦味化合物及其二元组合物质的苦味有不同程度的抑制作用。将不同剂量的葡萄糖酸钠盐以及乳酸锌盐均应用于咖啡因发现其能够抑制咖啡因苦味，上述研究说明葡萄糖酸钠对呈苦味的风味物质具有调节作用。另外，有报道表明在肉制品加工过程中添加一定量的葡萄糖酸钠，能较好的改善豆制品当中的大豆腥臭味。有研究发现。在海产品的加工过程中，通常会添加一定量的葡萄糖酸钠来降低鱼臭味，提高食物的食欲，且相比于传统的覆盖方式，成本更加低廉。
葡萄糖酸钠能够改善食品品质。随着生活水平的不断提高，人们对食品的要求也越来越高。作为一种新型食品添加剂，葡萄糖酸钠不仅提高食品的风味，而且还增强了食品的营养特性。与市场上许多食品添加剂相比，它的无毒无害性能已经成为其最大的亮点。将葡萄糖酸钠作为乳酸钙晶体抑制剂在切达干酪中作用，发现葡萄糖酸钠能增加乳酸钙的溶解度，调节切达干酪的PH值，所以葡萄糖酸钠具有增加钙和乳酸盐溶解度的潜力，通过与钙和乳酸盐离子形成可溶性复合物，阻止它们形成乳酸钙晶体，不仅保证其营养，还改善了切达干酪的品质。将葡萄糖酸钠浸泡处理海带后，能够增加其藻酸盐含量，导致表面更软，改善口感。葡糖糖酸钠还具有蛋白变性抑制作用和肌原纤维蛋白溶解作用，在鱼糜中加入葡萄糖酸钠，加热后凝胶体的凝胶强度比未加葡萄糖酸钠的有明显提高，所以葡萄糖酸钠能够改善鱼糜制品的品质。
展望
葡萄糖酸钠被广泛应用于食品工业，因为其广泛的来源，且无毒性，无潮解性，稳定性和良好的螯合性能。但目前我国食品级葡萄糖酸钠的生产中还有存在大量的问题，比如工艺不够成熟导致生产成本较高，新研发的生产技术不能及时的应用于实际生产中等。在未来开发葡萄糖酸钠新生产工艺过程中，应当以经济效益为主体，开发高效绿色的生产方法。并急需对葡萄糖酸钠的其他应用价值进行开发，而不仅仅局限于食品添加剂，拓宽其应用范畴。相信在不久的未来葡萄糖酸钠在食品行业应用越来越广。
