纳米喷镀还原剂~抗坏血酸

维生素C又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性维生素， 从柠檬汁中结晶出来。本品存在于新鲜的水果、蔬菜，特别是枣、辣椒、番茄、苦瓜、柑橘、柠檬等食物中。人类不能自身合成维生素C。抗坏血酸在体内参与一系列重要的代谢过程，包括直接刺激多肽合成 ，参与胶原形成中脯氨酸和赖氨酸的水解，参与肾上腺素的合成，以及参与叶酸到亚叶酸的转化等。而且抗坏血酸还能促进铁离子在胃肠道的吸收，除了作为营养物质外还具有广泛应用。

维生素C不足不只是引起坏血病，维生素C还与病毒抑制因子的产生有关，因而维生素C对预防及治疗感冒有很大的作用。同时还有让胆固醇值下降的作用，保持女性排卵的退性作用。对抗精神压力有极大作用，因而白领阶层女性易适当补充维生素C。此外维生素C对于美容、抗过敏、抗组织胺均有一定作用。维生素C含量最多的食物为柠檬，一个柠檬只有250毫克的维生素C，补充500毫克的维生素C， 必须吃20个这样酸的水果才行。适量补充维生素C对于维持身体健康，预防疾病，将起到极大的作用。
另外，维生素C除用作营养增补剂及抗氧化剂，是我国 GB2760-1996规定允许使用的食品用抗氧化剂，用于果汁、罐头、饮料、果酱、糖果、乳制品、肉制品及面粉改良剂；还可用作饲料添加剂等。

【概况】
通用名称：抗坏血酸 
英文名称：ascorbic acid            
别名：维生素C；vitamin C；L-木糖型抗坏血酸；L-3- 氧代苏己糖醛酸内酯；Lemascorb；Hybrin；Redoxon；Xitix
化学名：L-2-烯醇己糖酸内酯 
【理化性质】
一种水溶性维生素。白色结晶，有酸味，熔点190～192℃（分解），相对密度1.65(25℃)，比旋光度+48°(c=1，甲醇，23℃)，不溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚、油类和脂肪，溶于水、乙醇。在水中的溶解度： 5℃时35、45℃时 40、100℃时80。水溶液浓度与pH的关系： 0.5% 时pH=3、5%时pH=2。遇光颜色变深。干燥状态下比较稳定，但水溶液很快被氧化分解，在酸性溶液中较稳定。在中性或碱性溶液中极易被氧化，微量金属离子（如Cu2+、Fe2+等）促进其氧化，遇光、热均不稳定。分子中两个烯醇式羟基脱去氢被氧化成脱氢抗坏血酸，后者也可加氢还原成抗坏血酸，在代谢反应中可作氢的载体。本品是一种二烯醇化合物，在本品的水溶液中加碳酸氢钠，可形成烯醇钠。
【制备方法】
1. 从含维生素C较丰富的水果、蔬菜、绿茶中提取。
2. 一般大多采用莱希斯坦（Reichstein）法。以葡萄糖为原料，在阮莱镍催化剂作用下加压氢化，生成山梨糖醇，再用黑醋酸杆菌（Acetobacter suboxydans）进行好氧发酵，生成L-山梨糖醇，在硫酸催化作用下与丙酮缩合，制得双丙酮-L-山梨糖醇，再在碱性条件下用高锰酸钾氧化，生成二丙酮-L-葡萄糖酸，在硫酸催化作用下与甲醇进行酯化反应，制得2-酮- L-葡萄糖酸甲酯，再与甲醇钠作用，生成 L-抗坏血酸钠，最后加热用盐酸处理，可制得。或者，在生成双丙酮-L-山梨糖醇后，再在硫酸镍溶液存在下，与次氯酸钠反应，过滤除去杂质，用盐酸中和，析出沉淀，即可制得二丙酮- L-葡萄糖酸。再按上面步骤进行酯化等过程。

葡萄糖在纳米喷镀工艺中也是一种不可缺少的原料，其价格低廉，在纳米喷镀工艺生产中被广泛应用，山梨糖醇山梨醇在环保纳米喷镀工艺中可代替肼类还原剂使用，避免对环境的污染。

【作用机制】
分子中两个烯醇式羟基脱去氢被氧化成脱氢抗坏血酸，后者也可加氢还原成抗坏血酸，在代谢反应中可作氢的载体。在生物体内，除了作二氢叶酸还原酶和脯氨酸羟化酶的辅酶，以及与谷胱甘肽、NADP+的氧化还原反应偶联进行细胞呼吸外，主要通过自身的氧化使许多需要有自由巯基的蛋白或酶处于还原状态，从而维持其生物活性。对细胞间质的形成和维持牙齿、骨骼、血管和肌肉的正常功能，以及增强机体对疾病的抵抗力有重要作用。
【生理功能】
抗坏血酸因有抗坏血病的作用而得名。此外还具有以下生理功能：
1. 抗坏血酸能激活羧化酶，促进组织中胶元蛋白抗体的形成，使胶元蛋白能够包围癌细胞，因此，它具有抗癌作用；能参与神精介质、激素的生物合成；
2. 能将胆固醇转化为胆汁酸，因此大量维生素C可使高胆固醇血症患者的固醇下降；
3. 还参与体内氧化还原反应，这与谷胱甘肽密切有关，体内的氧化型谷胱甘肽可使还原型抗坏血酸氧化成胆氢抗坏血酸，而后者又可被还原型谷胱甘肽变成还原型抗坏血酸。
4. 抗坏血酸可将运铁蛋白中的Fe3+还原为Fe2+，促进铁的吸收，对缺铁性贫血有一定的辅助疗效；
5. 提高机体应激能力。
【应用】
在医药领域作用
1）胶原蛋白的合成：胶原蛋白的合成需要维生素C参加，所以VC缺乏 ，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。胶原蛋白占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。
2）治疗坏血病：血管壁的强度和VC有很大关系。当体内VC不足，微血管容易破裂，血液流到邻近组织。这种情况在皮肤表面发生，则产生淤血、紫癍；在体内发生则引起疼痛和关节涨痛。严重情况在胃、肠道、鼻、肾脏及骨膜下面均可有出血现象，乃至死亡。
3）预防牙龈萎缩、出血：牙龈是软组织，当缺乏蛋白质、钙、VC时易产生牙龈萎缩、出血。维生素C有助巩固细胞组织，有助于胶原蛋白的合成，能强健骨骼及牙齿，还可预防牙龈出血，长期服用对牙齿、牙龈无害而且有益。    
4）预防动脉硬化：可改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，防止胆固醇在动脉内壁沉积，甚至可以使沉积的粥样斑块溶解。      
5）抗氧化剂：可以保护其它抗氧化剂，如维生素A、维生素E、不饱和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害。
6）治疗贫血：使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁的吸收，提高肝脏对铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。
7）防癌：丰富的胶原蛋白有助于防止癌细胞的扩散；VC的抗氧化作用可以抵御自由基对细胞的伤害防止细胞的变异；阻断亚硝酸盐和仲胺形成强致癌物亚硝胺。曾有人对因癌症死亡病人解剖发现病人体内的VC含量几乎为零。 
8）治疗糖尿病：抗坏血酸能促进胰岛素分泌，降低血糖。此外，抗坏血酸能降低组织细胞内山梨醇水平，升高肌醇含量，恢复 Na+- K+- ATP 酶活性，促进胰岛素分泌，清除自由基并具有抑制脂质过氧化物生成的作用，可防治糖尿病的慢性并发症。
9）保护作用：在人的生命活动中，谷胱甘肽和酶保证细胞的完整性和代谢的正常进行至关重要。由于大多数哺乳动物都能靠肝脏来合成维生素C，所以并不存在缺乏的问题；但是人类、灵长类、土拨鼠等少数动物却不能自身合成，必须通过食物、药物等摄取。
10）酶：谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸组成的短肽，在体内有氧化还原作用。它有两种存在形式，即氧化型和还原型，还原型对保证细胞膜的完整性起重要作用。VC是一种强抗氧化剂，其本身被氧化，而使氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽，从而发挥抗氧化作用。
11）提高人体的免疫力：白细胞含有丰富的VC，当机体感染时白细胞内的VC急剧减少。VC可增强中性粒细胞的趋化性和变形能力，提高杀菌能力，预防和治疗感冒等；促进淋巴母细胞的生成，提高机体对外来和恶变细胞的识别和杀灭；参与免疫球蛋白的合成。提高CI补体酯酶活性，增加补体CI的产生；促进干扰素的产生，干扰病毒mRNA的转录，抑制病毒的增生。     
12）提高机体的应急能力：人体受到异常的刺激，如剧痛、寒冷、缺氧、精神强刺激，会引发抵御异常刺激的紧张状态，使交感神经兴奋、肾上腺髓质和皮质激素分泌增多。肾上腺髓质所分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素是有酪氨酸转化而来，在此过程需要VC的参与。
在食品中的应用
1）在腌肉制品中的应用：几乎在所有肉类腌制中都有应用，我国目前盐水火腿、火腿肠、红肠、腊肠和风干肠中，都开始添加抗坏血酸。在市场上出售的乳化剂中，抗坏血酸也是其中的主要成份，一方面可以使腌制时间缩短，即加快亚硝酸盐的呈色作用；另一方面还具有一定的抑制肉毒梭状芽抱杆菌的作用，促进亚硝酸盐的抗肉毒毒素作用。
2）在果蔬罐头中的应用：可以除掉果蔬雄头中残留的氧气，阻止色素氧化；抑制酶促揭变的作用，抑制了由于醒类化合物聚合引起的产品褐变。另外，将抗坏血酸同柠檬酸结合使用，可以增加抗坏血酸的护色效果。
3）在啤酒、饮料等中的应用：抗坏血酸能结合氧而成为除氧剂,并具有钝化金属离子的作用，可用于啤酒、无醇饮料、果汁等的抗氧化剂，以防止褪色、变色、风味变劣和其它由于氧化而引起的质量问题。
4）在粮油制品中的应用：面粉中加入抗坏血酸，在搅拌期间被空气中的氧气氧化及抗坏血酸氧化酶和金属离子钙、铁等的催化，转化成脱氢抗坏血酸。脱氢抗坏血酸才能对面筋蛋白质起氧化剂的作用，已成为国内外最广泛使用的面粉品质改良剂、面团改良剂、面包添加剂的主要成分，面粉改良剂。

在电镀工艺中的应用
1）在锌铁合金电镀工艺中的应用：在电镀铁（合金）溶液中加入抗坏血酸及其它羟基羧酸作还原剂，可以加速金属组分的溶解速度；加速Fe3+还原为Fe2+；镀液浓度可维持在适当范围。
2）在镍合金电镀工艺中的应用：镍铁镀液中加入抗坏血酸、异抗坏血酸或 者 是两者的混合物，可使镀层光亮、整平，硬性、韧性好；在硫酸盐镀镍锰锌合金镀液中加入抗坏血酸，可以使溶液更加稳定；在镍钴锌合金电镀工艺中加入抗坏 血酸可使其更光亮、紧密；在镍铁钻合金电被工艺中加入可使镀层的线膨胀系数非常小；在镍铁铬合金、镍铜锌合金电镀工艺中也有一定的应用。
3）在镀金（合金）工艺 中的应用：添加抗坏血酸可以可以改善镀液的稳定性，长时间工作也具有优良的品质，仍旧能镀出白色、光亮的金锡镀层。
4）其他：在防银变色、成分分析、钝化处理工艺中也具有一定的应用。

5）在纳米喷镀工艺生产中主要用于还原剂使用。

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