维生素发酵生产剖析.pptVIP

维生素发酵生产 * 维生素是一类性质各异的低分子有机化合物，是维持人体正常生理生化功能不可缺少的营养物质。 一、维生素的分类 维生素可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。 降胆固醇及防血栓 亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸 维生素F族 抗不育 生育酚 维生素E族 抗软骨病 胆钙化醇 维生素D3 抗软骨病 麦角钙化醇 维生素D2 抗干眼病 视黄醇 维生素A族 生物作用 学名及俗名 名称 抗出血 叶绿醌，合欢醌，α－甲基萘醌 维生素K族 脂溶性维生素 抗坏血病 抗坏血酸 维生素C 营养强化剂 L－肉碱 维生素BT 抗早衰 乳清酸 维生素B13 抗毛发脱落及脂肪代谢混乱 生物素 维生素H （维生素B8） 抗恶性贫血 钴胺素，氰钴氨素，羟钴胺素等 维生素B12 抗皮炎 吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺 维生素B6族 抗癞皮病 泛酸 维生素B5 抗糙皮病 烟酸，烟酰胺 维生素B3族（维生素PP） 抗口角溃疡，唇炎 核黄素 维生素B2 抗神经类 硫胺素 维生素B1 生物作用 学名及俗名 名称 抗恶性贫血 叶酸，黄嘌呤，赤嘌呤，蝶酸等 维生素B9族 水溶性维生素 二、维生素的生产方法 生产维生素的方法有三种：提取法，化学合成法，生物合成法。 提取法是从富含维生素的天然食物或药用植物中浓缩、提取而得。目前只有极少数得维生素采用提取法。如维生素A原、维生素E等。 化学合成法是目前生产维生素得主要方法。 微生物发酵法和微藻类的生物转化法（统称生物合成法）发展非常快。 2 1000 6800 25 2500 世界产量 /（吨/年） 生物合成法 提取法 化学合成法 维生素类别 脂溶性维生素工业生产状况 ＋ ＋ ＋ ＋ 藻类 ＋ ＋ 真菌 ＋ 维生素F ＋ 维生素E ＋ 维生素D3 维生素D2 维生素A 细菌 维生素K2 3 （＋） ＋ 维生素B8 70000 ＋ ＋ 维生素C 100 ＋ 维生素B13 10 ＋ 维生素B12 300 1600 8500 2000 2000 世界产量 /（吨/年） 生物合成法 提取法 化学合成法 维生素类别 水溶性维生素工业生产状况 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 藻类 ＋ 真菌 维生素B6 维生素B5 （＋） 维生素B3 ＋ 维生素B2 维生素B1 细菌 维生素B9 三、维生素C生产工艺 1. 维生素C的合成方法 维生素C的合成方法主要有莱氏化学合成法和微生物发酵合成法两种。 （1）莱氏化学合成法 1933年德国Reichstein等人首先用化学合成法制取维生素C获得成功。 至今许多国家仍采用此方法或采用改进的莱氏法进行工业生产。 该方法以D－山梨醇作原料，需经四大步反应，才能得到维生素C产品。 D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter melagenus）发酵得L-山梨糖； L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇； 二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸钠，再经酸化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸； 二丙酮-2-酮-L-古龙酸经转化得维生素C。 （1）莱氏化学合成法 D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter melagenus）发酵得L-山梨糖； L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇； 二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸钠，再经酸化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸； 二丙酮-2-酮-L-古龙酸经转化得维生素C。 （1）莱氏化学合成法 D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter melagenus）发酵得L-山梨糖； L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇； 二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸钠，再经酸化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸； 二丙酮-2-酮-L-古龙酸经转化得维生素C。 （1）莱氏化学合成法 D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter melagenus）发酵得L-山梨糖； L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇； 二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸钠，再经酸化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸； 二丙酮-2-酮-L-古龙酸经转化得维生素C。 （1）莱氏化学合成法 改进莱氏法（碱转化） （2）微生物发酵合成法 D-山梨醇途径 L-山梨糖途径 L-艾杜糖酸途径 2-酮-D-葡萄糖酸途径 2,5-二酮-D-葡萄糖酸途径 2-酮-L-古龙酸途径 从葡萄糖出发，采用微生物发酵合成维生素C，有以下六种合成途径： 六种合成途径之间既有联系又有区别。 六条不同的微生物发酵合成途径最终都是以2-酮基-L-古龙酸 （简称2KGA）为最终产物，再经化学转化合成维生素C。 在这六条合成途径中，只有第二条途径已实现了工业化生产。——此即为我国自行开发的二步发酵法。 2. 二步发酵法生产工艺 优点：制备工艺简单，生产周期短和“三废”污染少等。 1985年转让给世界上生