維生素C生產(chǎn)的兩種方法培訓(xùn)課件

概述

基本概念

維生素是生物體內(nèi)一類量微、化學(xué)結(jié)構(gòu)各異，具有特殊功能的小分子有機(jī)化合物，它們大多需從外界攝取。維生素有以下特點(diǎn)：（1）維生素是天然食物中的一種成分，是一種活性物質(zhì)，對機(jī)體代謝起調(diào)節(jié)和整合作用。（2）維生素需求量很小。（3）大多數(shù)維生素在體內(nèi)不能合成，要從外界攝取。（4）絕大多數(shù)維生素是通過輔酶或輔基的的形式參與體內(nèi)酶促反應(yīng)體系。（5）人體內(nèi)維生素缺乏時，會發(fā)生一類特殊的疾病，稱“維生素缺乏癥”。維生素并不是補(bǔ)品，人體每日需要量是一定的，多攝入并不一定好，使用不當(dāng)，反而會導(dǎo)致疾病。9/17/20242維生素C生產(chǎn)的兩種方法

維生素分為脂溶性和水溶性兩大類。

脂溶性：維生素A，D，E，K，Q和硫辛酸等。

水溶性：維生素B1、B2、B6、B12、煙酸、泛酸、葉酸、生物素和維生素C等。

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9/17/20243維生素C生產(chǎn)的兩種方法

生產(chǎn)方法

（1）化學(xué)合成法煙酸、煙酰胺、葉酸、維生素B1、B6、D、E、K等。（2）發(fā)酵法

B12、B2，維生素C和生物素，維生素原等。（3）生物提取法從豬心中提取輔酶Q10，從槐花米中提取蘆丁，從提取鏈霉素后的廢液中提取B12等。

概述

9/17/20244維生素C生產(chǎn)的兩種方法維生素C生產(chǎn)工藝維生素C

又名抗壞血酸（Ascorbicacid）是細(xì)胞氧化-還原反應(yīng)中的催化劑，它釋放兩個氫原子后變成氧化型維生素C，有供氫體存在時，脫氫抗壞血酸可以接受兩個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。9/17/20245維生素C生產(chǎn)的兩種方法維生素C生產(chǎn)工藝

1、化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

維生素C(多羥基不飽和內(nèi)酯衍生物)分子中有兩個手性碳原子，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。9/17/20246維生素C生產(chǎn)的兩種方法

1、化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)白色粉末，無臭、味酸、熔點(diǎn)190-192℃，易溶于水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯仿及石油醚等。它是一種還原劑，易受光、熱、氧等破壞，尤其在堿液中或有微量金屬離子存在時，分解更快，但干燥結(jié)晶較穩(wěn)定。

維生素C生產(chǎn)工藝9/17/20247維生素C生產(chǎn)的兩種方法維生素C生產(chǎn)工藝2、萊氏法化學(xué)合成工藝9/17/20248維生素C生產(chǎn)的兩種方法（1）工藝路線[轉(zhuǎn)化]

[酸化]HCl[氧化]NaOH,O2,KMnO4

[酮化]H2SO4丙酮[加氫]H2D-葡萄糖D-山梨醇雙丙酮-L-山梨糖維生素CL-山梨糖[酶菌氧化]O2雙丙酮-L-古龍酸2-酮-L-古龍酸維生素C生產(chǎn)工藝9/17/20249維生素C生產(chǎn)的兩種方法（2）工藝過程

①山梨醇發(fā)酵菌種

醋酸菌屬可使山梨醇氧化成山梨糖，一般用A.Suboxyclans和A.Melangenum。

②發(fā)酵條件

溫度為26-30℃，最適pH為4.4-6.8。pH4.0以下菌的活性受影響。用0.5%酵母浸膏為主要營養(yǎng)源，山梨醇濃度為19.8%，通氣量1800ml/min，30℃培養(yǎng)33h，山梨糖收率可達(dá)97.6%。氮源：無機(jī)氮源不能利用，使用有機(jī)氮源。金屬離子的影響：Ni2+、Cu2+能阻止菌的發(fā)育，鐵能妨礙發(fā)酵，為了使發(fā)酵順利進(jìn)行，需用陽離子交換樹脂將山梨醇中的金屬離子去掉。

9/17/202410維生素C生產(chǎn)的兩種方法

整個合成過程中必須保持第4位碳原子的構(gòu)型不變；維生素C的總收率約60%。C-4內(nèi)酯化、C-2烯醇化：酸轉(zhuǎn)化：配料比2-酮基-L-古龍酸：38%鹽酸：丙酮=1：0.4：0.3（質(zhì)量/體積）堿轉(zhuǎn)化：先形成2-酮基-L-古龍酸甲酯，加NaHCO3轉(zhuǎn)化生成維生素C鈉鹽，經(jīng)氫型離子交換樹脂酸化，在50-55℃下減壓烘干，得粗品維生素C。9/17/202411維生素C生產(chǎn)的兩種方法3、兩步發(fā)酵工藝9/17/202412維生素C生產(chǎn)的兩種方法3、兩步發(fā)酵工藝2-酮-L-古龍酸[內(nèi)酯化，烯醇化]

[生物轉(zhuǎn)化]假單孢菌D-山梨醇維生素C（L-抗壞血酸）L-山梨糖[氧化]醋酸桿菌9/17/202413維生素C生產(chǎn)的兩種方法3、兩步發(fā)酵工藝（1）D-山梨醇的化學(xué)合成50%葡萄糖溶液在75℃下加入活性炭，用石灰乳液調(diào)節(jié)pH8.4，加鎳催化劑，通氫氣，壓力3.43MPa，反應(yīng)溫度140℃。反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉降出去催化劑，反應(yīng)液經(jīng)離子交換樹脂、活性炭處理后，減壓濃縮，得到含量60-70%的D-山梨醇，無色透明或微黃色透明粘稠液體，收率約97%。9/17/202414維生素C生產(chǎn)的兩種方法3、兩步發(fā)酵工藝（2）2-酮-L-古龍酸的微生物發(fā)酵第一步發(fā)酵：黑醋酸桿菌（從D-山梨醇到L-山梨糖）第二步發(fā)酵：葡萄糖酸桿菌和巨大芽孢桿菌混合培養(yǎng)發(fā)酵罐：氣升式反應(yīng)器，100立方米。（3）2-酮-L-古龍酸的分離純化發(fā)酵液中：2-酮-L-古龍酸8%，雜質(zhì)有菌絲體、蛋白質(zhì)和懸浮的固體顆粒等。除雜操作：加熱、離心。9/17/202415維生素C生產(chǎn)的兩種方法

萊氏法是最早生產(chǎn)維生素C的方法,其以葡萄糖為原料,先經(jīng)黑醋菌發(fā)酵生成L-山梨糖,