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1、维生素C生产工艺综述摘要:介绍了维生素c的性质、功能和用途。综述了维生素c生产技术的演变过程和发展趋势。着重探讨了微生物发酵法的生产工艺进展。介绍了二步发酵法的研发现状，探讨了2・酮基古龙酸的分离提取工艺。展望了我国维生素C生产技术的前景。关键词:维生素C,功能，二步发酵法，发酵,2・酮基・L—古龙酸,分离提取TheOverviewontheProductionProcessofVitaminCAbstract:CharacterszfunctionsandusesofvitaminCareintroduced
2、・DevelopmentalprocessandtrendofindustrialtechnologyonvitaminCarereviewed・Advancesinindustrialtechnologyofmicrobiologicalfermentationmethodarediscussedemphatically.AfterpresentsituationofR&Dofthetwostepsfermentationmethodisintroduced,theseparationandpurif
3、icationprocessesof2-keto-L-gluconicacidarediscussed.ThedirectionofindustrialtechnologyonvitaminCinChinaispreviewed.Keywords:VitaminC,FunctionzTwostepsfermentationmethod,Fermentation,2・keto-L-gluconicacid,Separationandextraction维生素C(vitaminC,以下简称Vc)乂名L・抗坏血酸(L
4、-ascorbicacid),是一种人体必需的水溶性维生素。Vc广泛存在于生物组织屮,在新鲜水果、蔬菜和动物肝脏等中的含量尤为丰富。绿色植物能够自己合成Vc，而人和许多动物由于肝脏中缺少一种古洛内酯氧化酶，因而不能自己合成，必须从外界摄取。1.维生素C的性质、功能和用途性质纯维生素C在常温下为无色晶体，味酸，易溶于水。Vc在结晶状态尚稳定，而在水溶液屮则很不稳定，容易为加热、氧化所破坏。L・抗坏血酸具冇较强的还原性，在体内经抗坏血酸氧化酶的作用可脱氢氧化成L・脱氢抗坏血酸，该脱氢反应是一个可逆反应。还原型的L・
5、抗坏血酸和氧化型的L■脱氢抗坏血酸均具有生理活性，它们构成的一对氧化.还原系统,在细胞代谢中起着重要的生理作用［1］o1.2功能与用途Vc在人体中具冇广泛的生理作用⑴参与体内氧化还原反应［2］;2）对抗自由基损伤［3］;3）改善机体免疫功能［4］;4）参与胶原蛋白和细胞间质的合成［2］;5）参与神经递质的合成［2］;6）参与氨基酸代谢与铁代谢［2］;刀抑制血小板及白细胞活化［2］;等等。因此,Vc在坏血病［5］、感冒、心血管缺陷、高服固醇、糖尿病、精神抑郁症［6］、危重型克山病等疾病的临床治疗屮均具有重耍的用途
6、。此外,Vc还可以用作食品添加剂、饲料添加剂、某些农作物的催熟剂、化妆品工业防锈剂［6］,等等。2.Vc的生产方法2.1莱氏法莱氏法是1933年德国化学家Reichstein等发明的最早应用于工业生产VC的方法。该法以葡萄糖为原料，经催化加氢制取D•山梨醇，然后用醋酸菌发酵生成L・山梨糖，再经酮化和化学氧化，水解后得到2・酮基・L・古洛糖酸(2-KLG),再经盐酸酸化得到VC。莱氏法生产的VC产品质量好、收率高。由于生产原料廉价易得，中间产物的化学性质稳定，至今仍是许多国外VC生产商，如Roche公司、BASF
7、/Takeda公司和E.Merck公司等厂商采用的主耍工艺方法。但是莱氏法也存在不少缺陷，诸如生产工序多、劳动强度较大，使用大量有毒、易燃化学药品，容易造成环境污染等。为此，自20世纪60年代起，各国学者一直致力于莱氏法的改进。其过程如图1所示：H2/Ni醋酸杆菌丙酮/H2SO4D・葡萄糖山梨醇山梨糖双丙酮・L・LLl梨糖高压[0]水解化学转化双丙酮・2■酮基・L■古洛糖酸NiSO4图1莱氏法生产Vc的工艺流程2.2二步发酵法我国的混合菌发酵工艺是20世纪70年代由屮国科学院微生物研究所和北京制药厂共同建立的，
8、包括2个发酵步骤，故称两步发酵法。第一步是在醋酸杆菌作用下将D—山梨醇氧化为L—山梨糖，俗称醇糖转化，目前国外对其相关基因和转化机制的研究己经比较清楚；第二步是在一种混合菌系的作用下将L-ll
9、梨糖进一步氧化为KGA,俗称糖酸转化⑺。上述混合菌系包括2种微生物，直接负责山梨糖生物氧化的微生物俗称小菌，最初曾被鉴定为氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacteroxydans),最近Urb
