維生素制作過程及流程

維生素維生素類生產(chǎn)工藝維生素是一類生物生長和代謝所必需、含有特殊功效小分子有機化合物,其既不是細(xì)胞組成物質(zhì),也不是能量物質(zhì)。通常分為脂溶性和水溶性兩大類,脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝調(diào)整作用,而水溶性維生素是經(jīng)過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)整作用。不一樣維生素對物質(zhì)代謝調(diào)整作用是不一樣。機體缺乏某種維生素時,可使物質(zhì)代謝過程發(fā)生障礙,從而使機體不能正常生長,以至發(fā)生不一樣“維生素缺乏癥”。比如,缺乏VBl可引發(fā)腳氣病,缺乏vA會引發(fā)夜盲癥，缺乏維生素vC會引發(fā)壞血病等，總而言之，維生素在維持機體代謝中起著十分關(guān)鍵作用。一、維生素C(VitaminC,VC)維生素C又名抗壞血酸(Ascorbicacid),呈白色粉末，無臭，味酸，熔點190?192°C,易溶于水和甲醇，略溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿及石油醚等。含有較強還原性，易受光、熱、氧等破壞，在堿液中或有微量金屬離子存在時，分解愈加快，但干燥結(jié)晶后較穩(wěn)定。VC是一個人體必需水溶性維生素，也是一個抗氧化劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料等領(lǐng)域。維生素C合成常經(jīng)過化學(xué)或微生物方法取得，下面介紹關(guān)鍵維生素C合成法。萊氏法1933年瑞士化學(xué)家萊齊特因等用化學(xué)合成方法合成維生素C取得成功,也稱萊氏法。該法是最早生產(chǎn)維生素C方法，也是國外采取方法。工藝路線如圖8-1所表示。

圖8-1圖8-1萊氏法合成維生素C工藝路線工藝步驟以下:菌種取得以D-葡萄糖為原料，加氫催化生成D-山梨醇，再加入醋酸菌如Acetobactersuboxyclans、A．raucons、A．a(chǎn)ceti、A．Xylinoides等將山梨醇氧化成山梨糖,常使用是A．suboxyclan和A．melangenum,這是該工藝過程中關(guān)鍵一步。第一步發(fā)酵a.在進(jìn)行發(fā)酵時采取條件是溫度為26?30°C,最適pH值為4.4?6.8。b培養(yǎng)基成份：0.5%酵母浸膏為關(guān)鍵營養(yǎng)源，山梨醇濃度為19.8%,通氣量比1:1.8,30C培養(yǎng)30?40h,收率可達(dá)97.6%?？刹扇×骷由嚼娲挤椒òl(fā)酵；有機氮提供氮源。發(fā)酵結(jié)束后經(jīng)低溫滅菌,得到無菌發(fā)酵液用于第二步發(fā)酵。第二步發(fā)酵將氧化葡萄桿菌或假單胞桿菌經(jīng)過二級種子擴大培養(yǎng)轉(zhuǎn)移至含有上述發(fā)酵液培養(yǎng)基中,于發(fā)酵罐28?34C培養(yǎng)60?72h,發(fā)酵液轉(zhuǎn)化，精制，取得維生素C。注意在發(fā)酵過程需采取陽離子交換樹脂將山梨醇中金屬離子去掉，因為Ni2+,Cu2+阻止菌發(fā)育，F(xiàn)e抑制發(fā)酵。該法生產(chǎn)維生素C產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高,達(dá)60%,而且生產(chǎn)原料易取得,中間產(chǎn)物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一直是國外生產(chǎn)維生素C關(guān)鍵方法。此法也存在著很多缺點，如生產(chǎn)工序繁多、勞動強度大、大量有機溶劑使用易造成環(huán)境污染等。二步發(fā)酵法二步發(fā)酵工藝是中國科學(xué)院微生物研究所和北京制藥廠于1975年合作發(fā)明，此法深入發(fā)展了維生素C生產(chǎn)，是現(xiàn)在唯一成功應(yīng)用于維生素C工業(yè)生產(chǎn)微生物轉(zhuǎn)化法。工藝路線如圖8-2所表示。第二步:混合發(fā)酵圖第二步:混合發(fā)酵圖8-2二步發(fā)酵法合成維生素C工藝路線生產(chǎn)過程以下:（1） 第一步發(fā)酵以D-葡萄糖為原料，加氫催化生成D-山梨醇，再加入假單抱桿菌氧化取得L-山梨糖。（2） 第二步發(fā)酵L-山梨糖經(jīng)過小菌氧化葡萄糖酸桿菌和大菌巨大芽抱桿菌、蠟狀芽抱桿菌等伴生菌混合發(fā)酵得維生素C前體2-酮基-L-古龍酸。（3） 提取采取弱堿性離子交換樹脂從發(fā)酵液中直接提取2-酮基-L-古龍酸，用甲醇-硫酸溶液洗脫，將洗脫液直接內(nèi)酯化、烯醇化為維生素C。（4） 精制將上述維生素C經(jīng)過活性炭脫色，于結(jié)晶罐內(nèi)加入晶種結(jié)晶，冷乙醇洗滌,低溫干燥，即可取得精品維生素C。在生產(chǎn)中，第一步要嚴(yán)格控制反應(yīng)過程pH為8.0?8.5,避免葡萄糖C-2位差向異構(gòu)物被還原成甘露醇。整個發(fā)菌期間，要保持葡萄糖酸桿菌數(shù)量一定，小菌將L-山梨糖轉(zhuǎn)化為2-KLG，而大菌本身不產(chǎn)酸，是搭配菌，其作用僅是經(jīng)過刺激小菌生長而促進(jìn)小菌產(chǎn)酸。2-酮基-L-古龍酸首先在甲酯中用濃硫酸催化酯化成2-酮基-L-古龍酸甲酯，再加入碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化成維生素C鹽，經(jīng)離子交換樹脂酸化，在50?55°C下減壓烘干即得粗品?，F(xiàn)在中國采取二步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素Co新二步發(fā)酵法該法在工藝程序，原料方面都有所簡化，收率高，應(yīng)用前途廣，但存在中間產(chǎn)物不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較低、成本高等問題。實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需深入完善。工藝路線如圖8-3。一步發(fā)酵法該法發(fā)展了新二步發(fā)酵法。經(jīng)過一個基因工程菌將葡萄糖直接氧化生成維生素C前體2-酮基-L-古龍酸，技術(shù)路線簡單?，F(xiàn)在大家已經(jīng)分離了棒狀桿菌2,5-DKG還原酶基因并將該基因重組到歐文氏菌，從而使生產(chǎn)工藝簡化為一步。伴隨重組技術(shù)發(fā)展，一步發(fā)酵法將成為工業(yè)化生產(chǎn)VC—條新路徑。工藝路線如圖8-4。—工程菌——?! D葡萄糖I 2IKGAI 維生素C圖8-4 一步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C工藝路線在上述多個方法中,現(xiàn)在二步發(fā)酵法是中國生產(chǎn)維生素C關(guān)鍵工藝方法。伴隨分子生物學(xué)技術(shù)手段發(fā)展，新二步發(fā)酵法和一步發(fā)酵法將是生產(chǎn)維生素C關(guān)鍵工藝方法。思索題:1．什么是維生素?依據(jù)溶解性質(zhì)不一樣,維生素分為哪兩大類?各包含哪些?2.簡述“萊氏法”發(fā)酵生產(chǎn)維生素C工藝步