核黄素的开发与应用进展

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1、核黄素的开发与应用进展汪多仁摘要：全文介绍了核黄素的性能，生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况。对现工业化运行的主要核黄素生产工艺的技术特点进行了具体的分析和总结，阐述了国内外开发的现状与发展趋势。并探讨了扩大应用范围等的前景与市场需求。关键词：核黄素；开发：应用核黄素是用绿色淀粉为初始原料，经生物化学法合成的绿色产品，是人体必须的生物物质，近年市场紧缺，发展势头十分良好。1．物化性能核黄素又名维生素B2(VitaminB2)，医药名Riboflavin,化学名称为7，8．二甲基．1O．(D．I．核糖基)异咯嗪)。是由一个黄色素(光色素)和一

2、个还原形式的核糖所组成。分子式为C17H20N405，为黄色或橙黄色结晶状粉末。2生产工艺2．2操作过程2．2．1生物法核黄素的强化源有发酵法制得的天然核黄素和化学合成的核黄素以及有核黄素磷酸钠、核黄素四丁酸酯等衍生物。很多种微生物能合成核黄素，但具有经济价值的菌种仅有棉阿舒囊霉、阿氏假囊酵母等几种。阿氏假囊酵母在普通的麦芽汁琼脂培养基表面即可繁殖，菌苔初为白色，形成色素后为黄色。核黄素真菌菌丝体中的原生质形成，在初生菌丝中产生的核黄素为最多，形成后转移到空泡中或是直接分泌出去，高浓度时在空泡中形成结晶。许多种类微生物可以形成核黄素并发现棉病囊菌(Ash

3、byagossypu)~高产核黄素。其生物合成酶为第一酶，大量的核黄素是第二酶产生的代谢产物。核黄素的生产可分为表面培养、深层培养与直接提取三种。多以农产品与食品工业中的副产品如小米、玉米、豆渣等为原料来培养微生物菌种进行生产，也可从某些生物发酵的下脚料中提取。如从链霉素吸附废液及庆大霉素的发酵液中提取等，其生产成本较低。使用棉病囊菌，在发酵罐中培养，种子为24~38h的新鲜菌液，接种量为2％。通气量为罐容量的1／4，罐体加量为50％--60％。发酵温度28"C。将培养的菌株发酵后产生的棉病囊菌与配好的液体培养基混合，经培养4d后发酵，菌株生长出自己的核

4、黄素，在高峰时予以分离，经提取或精制得成品。核黄素生产的关键是培育出优质菌种，经不断筛选，存优汰劣，衍生生长力旺盛的个体，不断地从菌种中优选出好菌种，才能保持高产量。核黄素的生产或试制以农产品为原料，可分成二部分。蛋源：包括玉米蛋白、蛋白胨肉类水解产物⋯⋯；碳源：包括玉米粉、葡萄糖⋯菌种配方和生产配方大致相同。操作步骤如下：先将蛋白胨、葡萄糖、淀粉、无机盐、水按比例配好菌种。培养的菌株经发酵后产生阿舒氏假囊酵母(Eremothectumashbyii)，．然后与配好的液体培养基混合，经培养四、五天后发酵，菌株长出自己的核黄素，然后在产生的核黄素在高峰时用

5、化学方法进行分离。化学分离可以采用离子交换或沉淀来实现。工业生产主要采用微生物法，在培养基中经接种，发酵而成为核黄素，此法成本较低。其反应主设备为带机械搅拌的反应釜(最大的容量为ST)，数十个排列成行，主釜上方设一小缸，为菌种培养用，反应过程是将菌种加到培养基内，总量为缸体的so~5o％，控制反应温度为28"C或稍高，压力基本为宫压或稍高于大气压，从底部通入压缩空气起搅拌和供氧作用，反应经一周左右时间完成，产品用标准液比色，检测含量、浓度。浓度愈大，色泽愈深。2．2．2醋酸发酵法用化工易得的原料采用酵母Saccha．romycescerevlslaeNH

6、．268(PERMBP．965)，将CH3COOH发酵使CH3COOH和N源连续或间接在葡萄糖，聚胨介质内生成产物。将SaccharomyccscereV1SlaeNH-268(PERVIBP-965),振荡培养在含葡萄糖、聚胨的酵母萃和麦芽提取物内在30~C下经43h后在NH4OAC0．5g，Ca(OAc)20．13,KH2PO40．1，MgS04'H200．05％和在30"C下振荡培养284h，经连续加入CHCOOH913．8g和3．1gNH4一直培养和浓缩，控制Ca离子和NH4为小于0．1％和1500ppm，制成产物核黄素。将含19．7％固体的浓缩

7、物(24％核黄素)，从发酵器内出料后连续喷入20*C的流化床内，与140--150℃的上升气流全混合，控制床温为70"C，连续沉降后由流化床收集器进行收集，生成三部分粒径。4％粒径大于250lam，50％粒径为100~250lam，45％粒径小100lam。采用酶法生产核黄素工艺简单，生产成本低，成品质量好．具有很重要的推广和应用价值。3质量标准按日本食品添加剂水分：小于27％砷：小于2ppm重金属：小于2Oppm4应用开拓人体缺乏核黄素，不会引起严重的疾病现为表皮组织的病变，如口角炎、唇炎、舌炎角膜炎，男性阴囊炎。2O世纪90年代初科学家已发现8种立体

8、异构体的维生素是一种优异的抗氧化剂，可用于防止人体器官及细胞组织的衰老，维生素作