提煉葡萄糖、乳酸及檸檬酸中活性炭的作用

從20世紀(jì)50~60年代開(kāi)始，美洲國(guó)家紛紛采用顆粒活性炭連續(xù)脫色，使大規(guī)模、連續(xù)化脫色成為可能，經(jīng)脫色失效的活性炭還可再生回用。因此，活性炭被廣泛應(yīng)用于食品加工行業(yè)。

食品加工行業(yè)在提煉葡萄糖、乳酸及檸檬酸中活性炭起到脫色的作用。在活性炭未出現(xiàn)前都是用骨炭處理，骨炭含灰大，含炭低，脫色效果差，理所當(dāng)然地被新出現(xiàn)的活性炭所替代。

葡萄糖工業(yè)中活性炭的作用：

全世界每年用于葡萄糖脫色的活性炭達(dá)數(shù)萬(wàn)噸之巨，也就是說(shuō)，葡萄糖工業(yè)無(wú)法離開(kāi)活性炭。玉米淀粉采用鹽酸或酶的水解轉(zhuǎn)化成單糖，這就是所謂的酸法或酶法。酸法的糖液顏色要比酶法的深，用炭量要多些。

用活性炭處理，除了脫色外，還要減少蛋白質(zhì)、5-羥甲基糠醛（HMF）發(fā)泡物質(zhì)和鐵質(zhì)等。其中HMF如不能有效地除去，則成品葡萄糖在儲(chǔ)存過(guò)程或遠(yuǎn)洋運(yùn)輸過(guò)程中均會(huì)發(fā)黃。因此，HMF被認(rèn)為是一種潛伏色素，即它潛伏在成品中，剛生產(chǎn)的成品顏色潔白，隨著時(shí)間的推移，由于空氣的作用又會(huì)返色。

活性炭在葡萄糖液脫色凈化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，主要是去除高分子和低分子色素，這些顏色一部分是由原料中來(lái)，另一部分是在制造過(guò)程中形成的。此外，還要除去HMF這種低分子物質(zhì)。凡是色素，其分子均較大，因此，要使用大孔或過(guò)渡孔發(fā)達(dá)的活性炭。而像HMF這種低分子物質(zhì)，則應(yīng)采用微孔發(fā)達(dá)的活性炭。

眾所周知，采用化學(xué)法活化所制得的活性炭，其過(guò)渡孔發(fā)達(dá)，適于脫除各種色素。因此，就脫色而言，應(yīng)選擇化學(xué)法活化的活性炭。但此類(lèi)炭對(duì)小分的HMF吸附能力較差，實(shí)踐證明，采用高溫水蒸汽活化的所謂物理法活性炭對(duì)HMF有較高的親和力。

乳酸中活性炭的作用：

乳酸的用途廣泛，由乳糖或其他糖類(lèi)經(jīng)發(fā)酵制成。由于在酸性條件下菌類(lèi)的作用會(huì)停止，故加入碳酸鈣或氫氧化鈣來(lái)中和所生成的乳酸，反應(yīng)生成的是乳酸鈣。當(dāng)發(fā)酵完成后，加熱至90℃使溶液中的朊類(lèi)沉淀出來(lái)，并過(guò)濾分離。

乳酸鈣可用多種方法凈化，亦可轉(zhuǎn)化其他乳酸鹽或乳酸。有一種方法是在乳酸鈣經(jīng)過(guò)濾除去朊類(lèi)后，加入活性炭除去雜色，然后分離活性炭，并使溶液略呈酸性，再次使用活性炭處理。經(jīng)處理后的溶液濃度冷卻使乳酸鈣結(jié)晶出來(lái)。將此結(jié)晶溶于65℃的水中，然后再用活性炭處理之。

當(dāng)制造乳酸鈉時(shí)，50%的乳酸鈉溶液有時(shí)會(huì)因?yàn)槠渲械碾s質(zhì)鈣鹽和硫酸鹽之類(lèi)而阻礙其結(jié)晶，使溶液呈渾濁狀態(tài)。為了防止這種現(xiàn)象，可利用活性炭來(lái)除去這些雜質(zhì)，過(guò)濾后溶液濃縮到60%-75%，可使鈣鹽和硫酸鹽結(jié)晶出來(lái)，過(guò)濾除去后，溶液再稀釋成50%。

乳酸產(chǎn)品是由乳酸鈣同硫酸作用產(chǎn)生，反應(yīng)生產(chǎn)的硫酸鈣經(jīng)過(guò)濾除去，所得乳酸在加熱條件下，用活性炭脫色除雜，然后再經(jīng)離子交換樹(shù)脂吸附交換，以除去一些金屬離子。

商品乳酸中還存在一些雜質(zhì)，可能是殘留的未發(fā)酵完全的糖類(lèi)或中間產(chǎn)物，因不溶于乙醚，故構(gòu)成了乳酸中的所謂“醚不溶物”，可通過(guò)分子蒸餾或膜分離去除而凈化之。

硝酸可促使乳酸中的雜質(zhì)和氣味氧化消除，過(guò)量的硝酸可用活性炭在90-95℃作用消除。

檸檬酸中活性炭的作用：

發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸，活性炭的作用是除去膠質(zhì)、蛋白質(zhì)和脫色。檸檬酸液中有稱(chēng)為羅維邦紅色素和羅維邦黃色素的色素，活性炭很易除去其中的紅色素，而對(duì)除去黃色素卻較困難。因此，當(dāng)使用普通活性炭時(shí)，經(jīng)脫色處理后的檸檬酸，往往殘留有黃色素而影響結(jié)晶色品。

近年國(guó)內(nèi)有研究成功易于去除黃色素的專(zhuān)用活性炭。但當(dāng)將檸檬酸制成檸檬酸鈉時(shí)，則應(yīng)選用另外的專(zhuān)用活性炭處理。