第十五組的生產(chǎn)工藝

第十五組的生產(chǎn)工藝第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三組員：邵義華劉梅張代龍制作人：劉梅講解：邵義華第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三目錄概述VC的生產(chǎn)工藝綜合利用與“三廢”處理維生素C測定第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三維生素C

又名抗壞血酸（Ascorbicacid）是細(xì)胞氧化-還原反應(yīng)中的催化劑，它釋放兩個(gè)氫原子后變成氧化型維生素C，有供氫體存在時(shí)，脫氫抗壞血酸可以接受兩個(gè)氫原子變成抗壞血酸，參與機(jī)體新陳代謝，增加機(jī)體對感染的抵抗力。用于防止壞血酸和抵抗傳染性疾病，促進(jìn)創(chuàng)傷和骨折愈合，以及用作輔助藥物治療。

一概述第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三食物中維生素c的含量：第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三（一）、化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

Vc的化學(xué)結(jié)構(gòu)式：維生素C(多羥基不飽和內(nèi)酯衍生物)分子中有兩個(gè)手性碳原子，故有4種光學(xué)異構(gòu)體，其中L（+）抗壞血酸效果最好，其他三種臨床效果很低或無效。第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三

外觀：無色晶體熔點(diǎn)：190-192℃沸點(diǎn)：（無）紫外吸收最大值：245nm熒光光譜：激發(fā)波長－無nm，熒光波長－無nm溶解性：水溶性維生素

比旋度：+20.5°至+21.5(二)、物理性質(zhì)第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三

Vc的分子模型：

（三）、化學(xué)性質(zhì)IUPAC名：2,3,4,5,6-五羥基-2-己烯酸-4-內(nèi)酯分子式：C6H8O6

第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三

水溶性、酸性、還原性、水解性酸性：具有較強(qiáng)的還原性，加熱或在溶液中易氧化分解，在堿性條件下更易被氧化，為己糖衍生物水溶性：易溶于水還原性：具有較強(qiáng)的還原性，維生素C可以是氧化型，又可以是還原型存在于體內(nèi)，所以可作為供氫體，又可作為受氫體，在體內(nèi)氧化還原過程中發(fā)揮重要作用。

水解性:易水解第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三（四）、VC的功效膠原蛋白的合成

治療壞血病

預(yù)防牙齦萎縮、出血

預(yù)防動脈硬化

抗氧化劑

治療貧血

防癌

保護(hù)細(xì)胞、解毒，保護(hù)肝臟

提高人體的免疫力

提高機(jī)體的應(yīng)急能力

第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三

1.治療感冒2.治療動脈粥樣硬化3.治療慢性肝炎4.治療手脫皮5.治療單純性口腔炎（五）、臨床新用途第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三

1、長期服用每日2～3g可引起停藥后壞血病。2、長期應(yīng)用大量維生素C偶可引起尿酸鹽、半胱氨酸鹽或草酸鹽結(jié)石。3、大量應(yīng)用（每日用量1g以上）可引起腹瀉、皮膚紅而亮、頭痛、尿頻（每日用量600mg以上時(shí)）、惡心嘔吐、胃痙攣。（五）副作用以前認(rèn)為，維生素c的毒性很小，即使口服過量，也僅僅發(fā)生輕微的惡心、嘔吐、腹瀉等。但近年來根據(jù)臨床觀察及動物實(shí)驗(yàn)，證明過量服用維生素c，會出現(xiàn)一系列的不良反應(yīng)

第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三二、vc的生產(chǎn)工藝(一)、萊氏法(二)、兩步發(fā)酵法(三)、新二步發(fā)酵法(四)、一步發(fā)酵法

第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三（一）、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的方法，也是國外采用的方法。D-山梨醇H2/催化劑D-葡萄糖雙丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸雙丙酮-L-山梨糖維生素C2-KGAL-山梨糖發(fā)酵氧化丙酮/硫酸次氯酸鈉硫酸鎳H3O+萊氏法合成維生素C的工藝路線化學(xué)轉(zhuǎn)化第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三化學(xué)合成：工藝第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三（二）、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)明的，此法進(jìn)一步發(fā)展了維生素C的生產(chǎn)，是目前唯一成功應(yīng)用于維生素C工業(yè)生產(chǎn)的微生物轉(zhuǎn)化法。第一步：D-葡萄糖L-山梨糖維生素C2-KGAL-山梨糖D-山梨醇H2/催化黑醋酸菌第二步：大菌、小菌混合發(fā)酵內(nèi)脂化、烯醇化二步發(fā)酵法合成維生素C的工藝路線第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三化學(xué)合成工藝：第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三該法在工藝程序，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(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需進(jìn)一步完善。（三）、新二步發(fā)酵法D-葡萄糖2，5-二酮-D-葡萄糖酸2-酮-L-古龍酸維生素C歐文菌棒桿菌新二步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的工藝路線第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三（二）、二步發(fā)酵法

二步發(fā)酵法合成維生素C的工藝路線D-葡萄糖D-山梨醇L-山梨糖維生素CH2/催化黑醋酸菌內(nèi)脂化、烯醇化大菌、小菌混合發(fā)酵第一步：第二步：L-山梨糖2-KGA

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)明的，此法進(jìn)一步發(fā)展了維生素C的生產(chǎn)，是目前唯一成功應(yīng)用于維生素C工業(yè)生產(chǎn)的微生物轉(zhuǎn)化法。D-葡萄糖2-KGA維生素C工程菌該法發(fā)展了新二步發(fā)酵法。通過一個(gè)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。目前人們已經(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。隨著重組技術(shù)的發(fā)展，一步發(fā)酵法將成為工業(yè)化生產(chǎn)VC的一條新途徑。一步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C的工藝路線（四）、一步發(fā)酵法內(nèi)脂化、烯醇化第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三（五）、全化學(xué)合成方法三步法：將葡萄糖或葡萄糖醛酸內(nèi)酯丙酮化、催化、氧化、水解還原成維生素葡萄糖為原料的缺點(diǎn)：丙酮用量大、須用昂貴的鉑金屬催化劑、收率低（25-28%）（六）、其他方法GLC技術(shù)DNA重組菌種第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三簡化縮短的萊氏法優(yōu)點(diǎn)：1、縮短工序2、降低了原料成本3、節(jié)約了大量有機(jī)溶劑，減少了“三廢”4、多數(shù)是液體物料，有利于機(jī)械化和自動化生產(chǎn)缺點(diǎn)：1、總收率較低（45-48%）2、發(fā)酵單位體積產(chǎn)率低(60mg/100mL)3、設(shè)備體積大，能耗大優(yōu)點(diǎn)：1、工藝成熟、產(chǎn)品質(zhì)量好2、生產(chǎn)周期短，總收率高（66%）缺點(diǎn)：1、工序多，耗用原料多2、有易燃易爆有機(jī)溶劑3、對勞動保護(hù)和安全生產(chǎn)要求高萊氏法：兩步發(fā)酵法：第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三綜上所述，目前二步發(fā)酵法是我國生產(chǎn)維生素C的主要工藝方法。隨著分子生物學(xué)技術(shù)手段的發(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的主要工藝方法。第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三三、綜合利用與“三廢”處理

由于維生素C生產(chǎn)工藝的固有特點(diǎn)，使其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量高濃度廢水，是環(huán)境的嚴(yán)重污染源之一。維生素C生產(chǎn)中的廢水處理方法：1、厭氧生物法2、好氧生物法3、光合細(xì)菌法4、中和廢水的循環(huán)利用及綜合處理法等方法在廢渣處理技術(shù)方面，開發(fā)了一系列用廢渣生產(chǎn)有用產(chǎn)品（如飼料、活性炭等產(chǎn)品），變廢為寶的技術(shù)方法。

第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三厭氧生物法工藝流程例如：第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三四、維生素C測定—氧化還原滴定法

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