維生素C的提取

1、維生素C的提取維生素C是人類營養(yǎng)中最重要的維生素之一，如果缺乏維生素C它時會產生壞血病，因此又稱為抗壞血酸（ascorbic acic）。它對物質代謝的調節(jié)具有重要 的作用。近年來，發(fā)現它還有增強機體對腫瘤的抵抗力，并具有化學致癌物的阻斷作用。維生素C是不飽和多羥基物，屬于水溶性維生素?？箟难嵩谧匀唤?分布十分廣泛，存在于新鮮水果和蔬菜中，尤其是檸檬果實和一些綠色植物（如 青辣椒、菠菜等）中含量特別豐富?？箟难嵩跈C體同具有廣泛的生理功能，已 知體內許多重要物質的代謝反應都需要抗壞血酸的參與。它是脯氨酸羥基化酶的輔酶，故有增進膠原蛋白合成的作用。 機體中許多含疏基的酶，需要依賴于作為 還原劑

2、的抗壞血酸的保護，使酶分子的疏基處于還原狀態(tài)，從而維持其催化活性。 由于抗壞血酸的氧化還原作用，它可促進免疫球蛋白的合成，增強機體的抵抗力。 同時還能使氧化型谷胱甘肽轉化為還原型谷胱甘肽（簡稱GSH），而GSH可與重金屬結合而排出體外，因此維生素C常用于重金屬的解毒。此外，抗壞血酸尚有許多其他生理功能，但其作用機理還不十分清楚?？箟难崾且环N不飽和的 多羥基內酯化合物，稍有酸味的糖類白色晶體，易溶于水，故屬于水溶性維生素。 在溶液中其分子內C2和C3之間的烯醇式羥基上的氫極易解離并釋放出H+，而被氧化成脫氫抗壞血酸，氧化后仍具有維生素C的生理活性，但它易分解為二酮古洛糖酸，此化合物不再具有維生

3、素 C的生理活性。維生素C有很強的還 原性，在堿性溶液中加熱并有氧化劑存在時，易被氧化而破壞。還原型和氧化型 抗壞血酸可以互相轉變，在生物組織中自成一氧化還原系統(tǒng)。維生素C具有很強的還原性。還原型抗壞血酸能還原染料 2,6二氯酚靛酚，本身則氧化為脫氫 型。在酸性溶液中，2,6二氯酚靛酚呈紅色，還原后變?yōu)闊o色。因此，當用此 染料滴定含有維生素C的酸性溶液時，維生素C尚未全部被氧化前，則滴下的 染料立即被還原成無色。一旦溶液中的維生素C已全部被氧化時，則滴下的染料立即使溶液變成粉紅色。青椒中維生素的提取方法 ：維生素C在中性、堿性條件下不穩(wěn)定， 在酸性條件下穩(wěn)定，因此，弱酸性溶液中可提取維生素 C

4、。用水將青椒洗凈， 用濾紙吸去表面水分。稱取10g,放入研缽中，加1% HCl溶液5ml 起研磨， 放置片刻，將提取液轉入錐形瓶中。如此反復 23次。用適量白陶土脫色，過 濾，最后，將提取液轉入50ml容量瓶中，再用1% HCl溶液稀釋到刻度并混勻， 靜置10min。果蔬中維生素 C的提?。核锤蓛舸郎y的新鮮蔬菜或水果，用紗布 或吸水紙吸干表面水分。然后稱取 20g，加入1020mL 2%草酸，研磨成漿狀， 抽濾，合并濾液，濾液總體積定容至50mL?；蛘哐心ズ笠?2%草酸洗滌離心（4000r/min， 10min）23次，合并上清液于50mL容量瓶中，定容至刻度。草莓中維生素 C的提?。簩⒎诌x

5、、洗凈、瀝干后的新鮮草莓按1:10 （鮮果：提取劑）分別用不同溶劑于不同溫度下經過不同時間提取，再經減壓 過濾或得各種水溶性維生素提取液。測定前經微孔膜（0.45 m過濾。維生素C對熱不穩(wěn)定，在中性或堿性水溶液中極易氧化，故提取在常溫下 酸性溶劑中進行，本文探討了用 1%的鹽酸、3%的草酸、2%5%的HPO3進行 提取。結果證明用5%的HP03研磨草莓后，再用2%的進行浸提較為理想。因 為HP03具有明顯的沉淀蛋白質和保護維生素 C的作用。結晶提取維生素C :結晶是制藥工業(yè)中一個很重要的單元操作，這是 因為結晶過程能從雜質含量相當多的溶液中形成純凈的晶體（形成混晶的情況除外）；據統(tǒng)計，85%以

6、上的藥品最終以晶體形態(tài)出現。此外結晶產品的外觀優(yōu)美， 無論包裝、運輸、儲存或使用都很方便。因此，對于許多物質來說，結晶往往是 大規(guī)模生產的最好又最經濟的方法；另一方面，對更多的物質來說，結晶也是小 規(guī)模制備純品的最方便的方法。從維生素 C母液中提取維生素C的方法，它包 括以下步驟：對維生素C母液中和，生成維生素C鹽 得鹽溶液；將鹽溶液攪拌、 再經過濃縮結晶、分離，得維生素C。該方法工藝科學，操作簡單，實用性強， 分 離效果好，回收率高，既增加了經濟收益，又可避免污染環(huán)境，具有很好的經濟效益和社會效益。通常加入氫氧化鈉溶液生成維生素 C-Na鹽（Vintamin C-Na） 又名L 抗壞血酸鈉（

7、L-A scorbic acidNa）。在醫(yī)藥上用作 Vc增補劑，以補充 Vc 攝入不足；在食品及一些飲料上用作抗氧化劑，可防止食品和飲料變色、變味。 維生素C-Na鹽為白色或微黃色針狀晶體，無臭，味略咸，在空氣中較穩(wěn)定，遇 光色漸變暗，在水中易溶，在甲醇，己醇中微溶解。在氯仿或已醚中不溶。比旋 度+103+108,干燥失重小于或等于 0.25%, pH值介于7-8之間，含量大于或 等于99%。結晶的方法有五種：（1）冷卻法，結晶過程基本上不除去溶劑，而是 使溶液冷卻降溫，成為過飽和溶液。此法適用于溶解度隨溫度的降低而顯著下降 的物系；（2 ）蒸發(fā)法，是除去一部分溶劑的結晶法，它使溶液在加壓、

8、常壓或減 壓下加熱蒸發(fā)而濃縮以達到過飽和。此法主要適用于溶解度隨溫度的降低而變化 不大的物系或具有逆溶解度的物系；（3）真空冷卻法，溶劑在真空下閃急蒸發(fā)并 絕熱冷卻而使溶液過飽和，析出晶體，它實質上是以冷卻及去除一部分溶劑的濃 縮兩種效應來產生過飽和度，此法適用于dC*/d值中等的物系；（4）鹽析（溶析）法，即向物系中加入某物質，以降低溶質在溶劑中的溶解度，所加入的物質可以 是固體，也可以是液體或氣體，這種物質往往叫做稀釋或沉淀劑。這種結晶法之 所以ALI做鹽析法，是因為NaCl是一個最常用的沉淀劑；（5）反應結晶法，即利 用氣體與液體或液體與液體之間進行化學反應獲得的反應產物晶體的方法。超濾

9、技術提取維生素 C :原料藥VC提取過程，大致有兩種方法：經 典的萊氏法，和中國大規(guī)模通用的兩步發(fā)酵法萊氏法是維生素 C生產的經典方 法，系以葡萄糖作為起始原料，經催化加氫制成D 山梨醇，再經醋桿菌深層發(fā)酵氧化制得收率很高的L-山梨糖，L 一山梨糖經丙酮和硫酸處理（生產上俗稱丙 酸化）生成雙丙酮-L-山梨糖（簡稱雙酮糖），再用苯或甲苯提取，提取液經水法 除去單酮山梨糖后蒸去溶劑而后分離出來，用高錳酸鈉氧化、水解、酯化、轉化、中和便得VC。中國國內企業(yè)通用的兩步發(fā)酵法，即山梨醇發(fā)酵生成山梨糖后， 山梨糖又經第二步細菌氧化，直接生成2一氧代古洛糖酸，而廢除了丙酮化和化 學氧化兩個步驟。反應過程為葡

10、萄糖催化加氫制山梨醇，山梨醇經發(fā)酵生成L-山梨糖，再經第二步發(fā)酵到2-氧代古洛糖酸。提取發(fā)酵液的提取工藝是維生素 C實驗生產行業(yè)中較為重要的問題。經過 二次發(fā)酵，發(fā)酵液中2-酮基-L-占龍酸含量僅為69%,且殘留菌絲體、蛋白質 和懸浮微粒等雜質，分離提純比較困難。后處理的費用占總成本的比例很大， 因 此研究后處理技術，對降低維生素 C實驗的生產成本非常重要。生產上應用的提取法主要有加熱沉淀法、化學凝聚法和超濾提取3種。超濾提取具有無相變、節(jié)能、操作簡便、不造成新的環(huán)境污染等優(yōu)點，現已 在生產中獲得廣泛應用。有許多將超濾用于發(fā)酵液的提取、濃縮等的報道。2酮基-L-古龍酸鈉鹽發(fā)酵液預處理后通過超濾

11、膜，使 1-酮基-L-古龍酸鈉鹽溶液與 菌絲、蛋白質及懸浮微粒等大分子雜質分離，大大簡化了提取工藝。再經超濾樹脂脫鹽脫色后濃縮結晶，2-酮基-L-古龍酸超濾工藝收率約為 98%，在超濾前后 發(fā)酵液中2-酮基-L-古龍酸的鈉鹽含量幾乎不變。此工藝用膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝 中的加熱除蛋白質，1-酮基-L-古龍酸收率提高近4%。整個過程通過夾套冷卻的 方法保持在常溫下操作，能耗低，成本降低。在用膜除蛋白質過程中，無任何新 化學物質加入，減少了樹脂的污染和損耗，降低了酸堿用量，也減少了“三廢” 排放。更值得指出的是，超濾法對已染菌的維生素C實驗發(fā)酵液仍可保證最終成品質量，而其他工藝卻難以實現。超濾技術的重

12、點在于選擇合適的膜和膜裝置、生產流程和膜清洗方法。隨著 新型膜材料技術的進一步開發(fā)，如陶瓷膜、不銹鋼膜等的應用，選擇最適宜的膜 設備、膜組件和膜分離件，可使產品的收率和質量進一步提高。 選擇抗堵塞的超 濾膜組件，可消除發(fā)酵液的預處理步驟，降低成本。膜裝置在大規(guī)模工業(yè)化生產 中多采用連續(xù)式流程。膜清洗程序和膜的壽命有很大關系，主要是洗滌劑加入量、 pH值調節(jié)、加熱溫度和沖洗時間等。此外，提取方法還有仍處于實驗階段的離 子交換法和溶媒萃取法。膜分離技術提取維生素 C :膜分離技術是一種新型高效、精密分離技術，它是材料科學與介質分離技術的交叉結合，具有高效分離、設備簡單、節(jié) 能、常溫操作、無污染等優(yōu)

13、點，廣泛應用于維生素的提取。膜分離技術是一種使用半透膜的分離方法，在常溫下以膜兩側壓力差或電位 差為動力，對溶質和溶劑進行分離、濃縮、純化。膜分離技術主要是采用天然或 人工合成高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組分或多組分流質 和溶劑進行分離、分級、提純和富集操作?，F已應用的有反滲透、納濾、超過濾、 微孔過濾、透析電滲析、氣體分離、滲透蒸發(fā)、控制釋放、液膜、膜蒸餾膜反應 器等技術，其中在食品、藥學工業(yè)中常用的有微濾、超濾和反滲透3種。我國維生素C、酶制劑已經實現工業(yè)化生產。維生素C發(fā)酵液中的蛋白質相對分子質量一般為10000-100000,可以選擇一定截留相對分子質量的超濾膜除 去

14、蛋白質等大分子雜質。李春艷等 3選用超濾膜系統(tǒng)及截留相對分子質量為 30000的膜處理維生素C的原始發(fā)酵液，濾液質量好，通量高，并且簡化了工 藝，提高了收率。酶制劑相對分子質量在10000-100000間，是高度催化活性的特殊蛋白質，正好落在超濾的切割范圍內。用截留相對分子質量5000和10000的超濾平面膜組件，直接從去除菌體的發(fā)酵液中濃縮回收， 在濃縮率20倍以下， 取得98.3%的高回收率，具有應用價值。分子蒸餾技術提取維生素C :分子蒸餾不同于一般的蒸餾技術。它是運用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現物質的分離，因而能夠實現在遠離沸點下操作。根據分子運動理論，液體混合物的分子受熱后運動會加劇，當接 受到足夠能量時，就會從液面逸出而成為氣相分子，隨著液面上方氣相分子的增加, 有一部分氣體就會返