维生素生产工艺培训课件
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维生素C生产工艺21页PPT
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
பைடு நூலகம்
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
维生素C生产工艺
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
发酵工程——维生素C的生产工艺ppt
发酵工程的基本步骤
菌种选择和制 备
培养基准备
选择适合生产维生素C的 微生物，并对其进行培 养和筛选。
根据所选微生物的生长 需求，准备适合的培养 基。培养基通常包括碳 源、氮源、无机盐和水 等成分。
接种与发酵
将选定的微生物接种到 培养基中，并在适当的 温度、湿度和通气条件 下进行发酵。
产物提取
在发酵结束后，采用物 理、化行精 制和干燥，以满足市场 需求。
微生物在发酵过程中的作用
提供酶
微生物在发酵过程中产生各种 酶，这些酶能够将底物转化为
产物。
转化物质
微生物可以吸收培养基中的营养 物质，并将其转化为产物。
代谢产物
微生物在生长过程中会产生一些代 谢产物，这些产物可能对产品的质 量和产量产生影响，需要进行控制 或去除。
促进骨骼和牙齿健康
维生素C可以帮助身体吸收和利用钙和磷，这对 于骨骼和牙齿的发育和健康至关重要。
3
改善心血管健康
研究表明，维生素C可以降低血液中的胆固醇水 平，从而降低心血管疾病的风险。
维生素C的来源
水果和蔬菜
01
许多水果和蔬菜都富含维生素C，例如柑橘类水果、草莓、菠
菜、西红柿等。
发酵食品
02
一些发酵食品，如泡菜、酸奶、豆豉等也含有丰富的维生素C
稳定性检测
对产品进行加速稳定性试验，检测产品的稳定性 ，确保产品在贮存和使用过程中不发生变质。
05
发酵工程的未来发展趋势
提高维生素C的生产效率
1
通过基因工程技术改良菌种，提高其生产维生 素C的能力，减少能量消耗和资源浪费。
2
优化发酵培养条件，包括温度、pH值、氧气浓 度等，以促进菌体的生长和代谢，提高维生素C 的产量。
维生素生产工艺_1
维生素生产工艺1 概述维生素是一类生物生长发育起调节作用的、化学结构不同的、小分子有机化合物，人体内不能合成，必须从食物等中摄取。
人体需求量很少，但不足时，出现相应的缺乏症。
已知维生素13种，根据溶解性，一般分为水溶性和脂溶性维生素两类。
主要维生素的生产有三种方法。
2002年我国维生素原料产量达8.2万吨，其中维生素C超过5万吨，成为世界上最大的原料药生产国和出口国。
维生素制剂年产量260-280亿支/片/瓶，以片剂、注射液和胶囊为主。
2 维生素C生产工艺维生素C(vitamin C)是目前世界上产销量最大，应用范围最广的维生素产品。
目前全世界维生素C的产量约为10万吨/年，全球市场销售额5亿美元。
目前，工业上生产维生素C 采用二步发酵法，此法是在1975年由中国科学院上海生物技术研究所研究出来的，属我国首创。
发酵法生产维生素C可以分为发酵、提取和转化三大步骤。
即先从D-山梨醇发酵，提取出维生素C前体2-酮基-L-古龙酸，再用化学法转化为维生素C。
第一步发酵：黑醋酸菌(Acetobacter suboxydans)经种子扩大培养，接入发酵罐，种子和发酵培养基主要包括山梨醇、玉米浆、酵母膏、碳酸钙等成份，pH 5.0～5.2。
醇浓度控制在24～27%，培养温度29～30 ℃，发酵结束后，发酵液经低温灭菌，移入第二步发酵罐作原料。
D-山梨醇转化L-山梨糖的生物转化率达98%以上。
第二步发酵：氧化葡萄糖酸杆菌 (Gluconobacter oxydans，小菌)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium，大菌)混合培养。
生产维生素C的发酵罐均在100 m3以上，瘦长型，无机械搅拌，采用气升式搅拌。
种子和发酵培养基的成份类似,主要有L-山梨糖、玉米浆、尿素、碳酸钙、磷酸二氢钾等，pH 值为7.0。
大、小菌经二级种子扩大培养，接入含有第一步发酵液的发酵罐中，29～30 ℃下通入大量无菌空气搅拌，培养72h左右结束发酵，L-山梨糖生成2-酮基-L-古龙酸的转化率可达70～85%。
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维生素生产工艺
15
3．稳定性
抗坏血酸是最不稳定的维生素，影响其稳定性的因素很 多，包括温度、pH、氧、酶、金属离子、紫外线、x— 射线和—射线的辐射，抗坏血酸的初始浓度、糖和盐的 浓度，以及抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的比例等。既然影 响因素如此之多，要清楚了解其降解途径和各种反应产 物很不容易。目前对上述反应机制的确定，除了测定被 分离产物的结构之外，则是在pH＜2、高浓度条件下的 模拟体系中进行动力学和物理化学测定的结果。
维生素生产工艺
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抗坏血酸可参与体内氧化还原反应，并且是体内一种重
要的抗氧化剂。它作为抗氧化剂可以清除自由基，在保
护DNA、蛋白质和膜结构免道损伤方面起着重要作用。
维生素生产工艺
14
此外，抗坏血酸在细胞内作为铁与铁蛋白间相互作用
的一种电子供体，可使三价铁还原为二价铁而促进铁
的吸收。对改善缺铁性贫血有一定的作用。它还可提
织中胶原的形成密切有关。胶原中含大量羟
脯氨酸与羟赖氨酸。前胶原肽链上的脯氢酸
与赖氨酸需经羟化，必须有抗坏血酸参与。 否则，胶原合成受阻。这已由维生素C不足或 缺乏时伤口愈合减慢所证明。由色氨酸合成 5-羟色氨酸，其中的羟化作用也需维生素C参 与。此外它还参与肉碱和类固醇化合物的合 成以及酪氨酸的代谢等。
维生素生产工艺
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生产工艺路线
国际上采用莱氏法化学合成
两步发酵工艺------我国独创-----主要生产工艺
利用一种微生物将L-山梨糖转化为2-酮基-L古龙酸， 再经化学转化生产维生素C，称为两步发酵工艺。此 法使产品产量得到大幅度提高
维生素生产工艺
18
化 学 合 成
第 一 步 发 酵
第
维生素生产工艺 ppt课件
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3、二步发酵法反应步骤
ppt课件
20
4、二步发酵法生产维生素C的工艺流程
二步发酵法的整个工艺流程可分为发酵、提取、转化和精制四部分。
斜面活化
三角瓶转代
克氏瓶扩培种液
黑醋菌种液
混合菌种液
4L
4L
一步一级种子罐
二步一级种子罐
32℃±1 发酵率≧50％
一步二级种子罐
29℃±1 产酸≧3mg/ml
维生素B1
＋
维生素B2
＋
维生素B3
＋
维生素B5
＋
维生素B6
＋
维生素B8
＋
维生素B9
＋
维生素B12
维生素B13
维生素C
＋
＋
＋
（＋）
（＋）
＋ ＋ ＋
ppt课件
世界产量 /（吨/年）
2000 2000 8500
1600 3
300 10 100 70000
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三、维生素C生产工艺
维生素1.C维的生合素成C方的法合主成要方有法莱氏化学合成法 和微生物发酵合成法两种。
1985年转让给世界上生产维生素最大企业－瑞士霍夫曼•罗氏 制药公司。——我国医药工业史上首次出口技术。
二步发酵法生产工艺有酸转化工艺和碱转化工艺两种。
酸转化设备简单、流程短，但制得的维生素C破坏严重、
质量差，设备腐蚀严重，三废多，因此逐渐淘汰。
碱转化虽然流程较长、投资大，但产品质量好，故目前
绝大部分工厂均采用碱转化工艺。
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。
维生素发酵生产ppt课件
b. L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇； c. 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； d. 二丙酮-2-酮-L-古龙酸经转化得维生素C。
·
8
（1）莱氏化学合成法
a. D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter melagenus）发酵得L-山梨糖；
（2） 第二步发酵 B. 培养基
种子培养基
酵母膏 0.3％ 牛肉胶 0.3％ 玉米浆 0.3％ 蛋白胨 1.0％ 尿素 0.1％ 山梨糖 2.0％ 另加某些无机盐
发酵培养基
玉米浆 0.5％ 尿素 0.1％ 无机盐 山梨糖
·
25
（3） 第二步发酵 C. 发酵过程特征
第二步发酵为混合菌种发酵。由于大、小菌两者的最适培养条件是不同的， 所以其操作适宜条件是兼顾大、小菌两者的条件。通常操作温度为30℃； 初始pH控制在6.8左右。该反应虽属氧化反应，但对氧的消耗并不很大。 气升式发酵罐非常适合该发酵过程。溶氧浓度控制在20％即可。 山梨糖的初始浓度对产物的生成影响较大。间歇发酵时初始山梨糖浓度超 过80 g/L，会对产物生成产生抑制。所以要取得高浓度2KGA，需采用高浓 度山梨糖流加发酵方式。若采用建立在数学模型基础上的流加控制策略， 可获得高浓度的2KGA，二步收率可达83％。
化学合成法 提取法
生物合成法
细菌 真菌 藻类
＋
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世界产量 /（吨/年）
2000 2000 8500
1600 3
300 10 100 70000
再经酸化得二丙酮-2-酮-L-古龙酸； d. 二丙酮-2-酮-L-古龙酸经转化得维生素C。
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（1）莱氏化学合成法
a. D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter melagenus）发酵得L-山梨糖；
（2） 第二步发酵 B. 培养基
种子培养基
酵母膏 0.3％ 牛肉胶 0.3％ 玉米浆 0.3％ 蛋白胨 1.0％ 尿素 0.1％ 山梨糖 2.0％ 另加某些无机盐
发酵培养基
玉米浆 0.5％ 尿素 0.1％ 无机盐 山梨糖
·
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（3） 第二步发酵 C. 发酵过程特征
第二步发酵为混合菌种发酵。由于大、小菌两者的最适培养条件是不同的， 所以其操作适宜条件是兼顾大、小菌两者的条件。通常操作温度为30℃； 初始pH控制在6.8左右。该反应虽属氧化反应，但对氧的消耗并不很大。 气升式发酵罐非常适合该发酵过程。溶氧浓度控制在20％即可。 山梨糖的初始浓度对产物的生成影响较大。间歇发酵时初始山梨糖浓度超 过80 g/L，会对产物生成产生抑制。所以要取得高浓度2KGA，需采用高浓 度山梨糖流加发酵方式。若采用建立在数学模型基础上的流加控制策略， 可获得高浓度的2KGA，二步收率可达83％。
化学合成法 提取法
生物合成法
细菌 真菌 藻类
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世界产量 /（吨/年）
2000 2000 8500
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发酵工程——维生素C的生产工艺ppt
发酵罐是进行发酵的主要设备，改进发酵罐的结构和材质可 以提高发酵效率。例如，采用旋转式发酵罐可以增加发酵液 的搅拌效果和氧气的传递效率。
分离提纯设备的改进
分离提纯是发酵工程中重要的一环，改进分离提纯设备可以 提高产品的纯度和收率。例如，采用超滤技术可以更高效地 进行分离提纯。
节能减排措施
能耗优化
在发酵生产过程中，合理控制能源的使用，优化能源结构，可以降低能源消 耗。例如，采用先进的发酵技术可以降低发酵过程中的能源消耗。
通过选择适合的微生物，优化发酵培养基和发酵条件，提高微生物产生维生素c 的能力。
基因工程技术的应用
通过基因工程技术的手段，改良微生物的遗传特性，提高其产生维生素c的能力 。
02
维生素c的发酵生产工艺
菌种的选育和改良
1 2
自然选育
在一定的条件下，通过自然环境中的微生物自 发突变，选择出优良的菌种。
维生素c的物理性质
维生素c具有晶体和溶液两种形式，呈无色或淡黄色，具有很 强的还原性，易被氧化为脱氢抗坏血酸。
维生素c的生产方法
通过化学合成法生产维生素c
通过一系列化学反应将葡萄糖转化为维生素c。
通过生物发酵法生产维生素c
通过微生物发酵将葡萄糖转化为维生素c。
发酵工程在维生素c生产中的应用
选择适合的微生物
如磷酸盐、硫酸盐、铁、锌等对于 微生物的生长繁殖也是必不可少的 。
生长因子
某些微生物还需要生长因子才能正 常生长，如生物素、泛酸等。
发酵条件的控制
温度
pH值
温度对发酵的影响非常大，过高或过低都会 影响微生物的生长和产物的生成。
pH值对微生物的生长和代谢有着直接的影 响，不同的微生物在不同的pH值下生长和 繁殖。
分离提纯设备的改进
分离提纯是发酵工程中重要的一环，改进分离提纯设备可以 提高产品的纯度和收率。例如，采用超滤技术可以更高效地 进行分离提纯。
节能减排措施
能耗优化
在发酵生产过程中，合理控制能源的使用，优化能源结构，可以降低能源消 耗。例如，采用先进的发酵技术可以降低发酵过程中的能源消耗。
通过选择适合的微生物，优化发酵培养基和发酵条件，提高微生物产生维生素c 的能力。
基因工程技术的应用
通过基因工程技术的手段，改良微生物的遗传特性，提高其产生维生素c的能力 。
02
维生素c的发酵生产工艺
菌种的选育和改良
1 2
自然选育
在一定的条件下，通过自然环境中的微生物自 发突变，选择出优良的菌种。
维生素c的物理性质
维生素c具有晶体和溶液两种形式，呈无色或淡黄色，具有很 强的还原性，易被氧化为脱氢抗坏血酸。
维生素c的生产方法
通过化学合成法生产维生素c
通过一系列化学反应将葡萄糖转化为维生素c。
通过生物发酵法生产维生素c
通过微生物发酵将葡萄糖转化为维生素c。
发酵工程在维生素c生产中的应用
选择适合的微生物
如磷酸盐、硫酸盐、铁、锌等对于 微生物的生长繁殖也是必不可少的 。
生长因子
某些微生物还需要生长因子才能正 常生长，如生物素、泛酸等。
发酵条件的控制
温度
pH值
温度对发酵的影响非常大，过高或过低都会 影响微生物的生长和产物的生成。
pH值对微生物的生长和代谢有着直接的影 响，不同的微生物在不同的pH值下生长和 繁殖。
维生素C概述及工业生产方法26页PPT文档
碱转化：先形成2-酮基-L-古龙酸甲酯，加NaHCO3 转化生成维生素C钠盐，经氢型离子交换树脂酸化， 在50-55℃下减压烘干，得粗品维生素C。
08.01.2020
7
维生素C生产工艺 生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
1、化学结构和性质
维生素C(多羟基不饱和内酯衍生物)分子中有两 个手性碳原子，故有4种光学异构体，其中L（+）抗 坏血酸效果最好，其他三种临床效果很低或无效。
OC
OC
C OH O
C HO
C OH OO
C HO
CO
C OH O
长期以来，人们就认识到食物中缺乏某种维生素，会 导致某种疾病，维生素在机体的代谢中起着十分重要的作 用，后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅 基，或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素B1（硫胺 素），它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸（TPP），是 α—酮酸氧化脱羧酶的辅酶，又如泛酸，其辅酶形式是 COA，是转乙酰基酶的辅酶。
氮源：无机氮源不能利用，使用有机氮源。
金属离子的影响：Ni2+、Cu2+能阻止菌的发育，铁能妨碍发酵，
为了使发酵顺利进行，需用阳离子交换树脂将山梨醇中的金属离子去 掉。
08.01.2020
12
生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变； 维生素C的总收率约60%。 C-4内酯化、C-2烯醇化： 酸转化：配料比2-酮基-L-古龙酸：38%盐酸：丙 酮=1：0.4：0.3 （质量/体积）
C HO
CO C OH C HO
HC
HC
CH
CH
HO C H
H C OH
OH C H
H C OH
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维生素C生产工艺 生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
1、化学结构和性质
维生素C(多羟基不饱和内酯衍生物)分子中有两 个手性碳原子，故有4种光学异构体，其中L（+）抗 坏血酸效果最好，其他三种临床效果很低或无效。
OC
OC
C OH O
C HO
C OH OO
C HO
CO
C OH O
长期以来，人们就认识到食物中缺乏某种维生素，会 导致某种疾病，维生素在机体的代谢中起着十分重要的作 用，后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅 基，或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素B1（硫胺 素），它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸（TPP），是 α—酮酸氧化脱羧酶的辅酶，又如泛酸，其辅酶形式是 COA，是转乙酰基酶的辅酶。
氮源：无机氮源不能利用，使用有机氮源。
金属离子的影响：Ni2+、Cu2+能阻止菌的发育，铁能妨碍发酵，
为了使发酵顺利进行，需用阳离子交换树脂将山梨醇中的金属离子去 掉。
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生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变； 维生素C的总收率约60%。 C-4内酯化、C-2烯醇化： 酸转化：配料比2-酮基-L-古龙酸：38%盐酸：丙 酮=1：0.4：0.3 （质量/体积）
C HO
CO C OH C HO
HC
HC
CH
CH
HO C H
H C OH
OH C H
H C OH
2019年维生素C生产工艺.ppt
长期以来，人们就认识到食物中缺乏某种维生素，会 导致某种疾病，维生素在机体的代谢中起着十分重要的作 用，后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅 基，或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素B1（硫胺 素），它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸（TPP），是 α—酮酸氧化脱羧酶的辅酶，又如泛酸，其辅酶形式是 COA，是转乙酰基酶的辅酶。
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生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变； 维生素C的总收率约60%。 C-4内酯化、C-2烯醇化： 酸转化：配料比2-酮基-L-古龙酸：38%盐酸：丙 酮=1：0.4：0.3 （质量/体积）
碱转化：先形成2-酮基-L-古龙酸甲酯，加NaHCO3 转化生成维生素C钠盐，经氢型离子交换树脂酸化， 在50-55℃下减压烘干，得粗品维生素C。
C HO
C OH C HO
HC
HC
CH
CH
HO C H
H C OH
OH C H
H C OH
H2C
OH
H2C
OH
H2C OH
H2C OH
L-抗坏血酸
D-抗坏血酸
L-异 抗坏血酸
D-异抗坏血酸
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维生素C生产工艺 生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
1、化学结构和性质
白色粉末，无臭、味酸、熔点190-192℃，易溶于 水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯仿及石油醚等。 它是一种还原剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在 碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干 燥结晶较稳定。
2、简述维生素C的生产工艺。
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生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
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生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变； 维生素C的总收率约60%。 C-4内酯化、C-2烯醇化： 酸转化：配料比2-酮基-L-古龙酸：38%盐酸：丙 酮=1：0.4：0.3 （质量/体积）
碱转化：先形成2-酮基-L-古龙酸甲酯，加NaHCO3 转化生成维生素C钠盐，经氢型离子交换树脂酸化， 在50-55℃下减压烘干，得粗品维生素C。
C HO
C OH C HO
HC
HC
CH
CH
HO C H
H C OH
OH C H
H C OH
H2C
OH
H2C
OH
H2C OH
H2C OH
L-抗坏血酸
D-抗坏血酸
L-异 抗坏血酸
D-异抗坏血酸
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维生素C生产工艺 生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
1、化学结构和性质
白色粉末，无臭、味酸、熔点190-192℃，易溶于 水，略溶于乙醇，不溶于乙醚，氯仿及石油醚等。 它是一种还原剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在 碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干 燥结晶较稳定。
2、简述维生素C的生产工艺。
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生物制药工艺学——维生素及辅酶类药物
维生素C概述及工业生产方法PPT课件
D-葡萄糖 H2 D-山梨醇 O2
L-山梨糖 H2SO4丙酮
双 丙 酮 -L- 山 梨[氧化] NaOH, O2, KMnO4 双丙酮-L-古龙酸
糖
[酸化]
HCl
2-酮-L-古龙酸 [转化] 维生素C
23.05.2020
11
.
（2）工艺过程
①山梨醇发酵菌种 醋酸菌属可使山梨醇氧化成山梨糖，一般用
A. Suboxyclans和A. Melangenum。
CH3
C H 2O
双 丙 酮 -L -古 龙 酸
O
COOH
C
CO
内酯化
HO C
H 2O
HO C H
烯醇化
O
OH C
H C OH
HC
HO C H
HO C H
C H 2O H
H 2C O H
10
2 -酮 基 -L -古 龙 酸
维 生 素 -C
. 维生素C生产工艺
（1）工艺路线
[加氢]
[酶菌氧化]
[酮化]
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.
两步发酵工艺
发酵：此法省略了酮化和NaClO 氧化过程,简化了工艺，极大地改善了操作环境。除主耗山梨醇消 耗较高外，其他辅料消耗较低。且多为液体反应，物料输送方便，更有利于生产连续化和操作自动 化。但此法仍存在很多缺点，如占地面积大、发酵基质浓度低、在高湿高温条件下染菌机率高、设 备利用率低、后续处理能耗高等问题。在未来的工艺优化过程中，除了进行发酵工艺改进外,更应注 重优良菌种的选育。发酵液的提取工艺是维生素C 生产行业中较为重视的问题。经过两次发酵后,发 酵液的含量仅为6 %～9 % ，且残留有菌丝体、蛋白质和悬浮微粒等，分离提纯较为困难。传统的 处理方法有加热沉淀法和化学凝聚法。针对以上两种方法中存在的缺点和不足，一种新的处理方 法———超滤法在维生素生产中得以应用。此法具有操作方便、节能、不造成新的环境污染等优点。 此法与加热沉淀法相比，可在常温下操作，减少了有效成分的损失;且为后步树脂交换提供了有利 的条件,减少了树脂的污染，从而有利于提高树脂的使用率。与化学凝聚法相比,在处理染菌的发酵 液时仍可达到较好的处理效果。随着新型膜材料技术的开发,如陶瓷膜、不锈钢膜等的应用,超滤法 的应用效果会有进一步的提高。同时,国内外正在探索反渗透、纳滤等后序处理新工艺的应,用完善 工艺联结。
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抗坏血酸易氧化脱氢形成L-脱氢抗坏血酸。因其在 体内可还原为L-抗坏血酸，故仍有生物活性。其活 性约为L-抗坏血酸的80％。
3/10/2021
维生素生产工艺
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它是含有内脂结构的多元醇类， 其特点是具有可解离出H+的烯醇 式羟基，因而其水溶液有较强的
酸性。
3/10/2021
维生素生产工艺
10
3/10/2021
3/10/2021
维生素生产工艺
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3/10/2021
维生素生产工艺
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维生素生产现状
起源于20世纪50年代 维生素C的生产
20世80年代 可生产除维生素H外各种维生 素
目前，全球最大出口国之一。
3/10/2021
维生素生产工艺
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一、抗坏血酸(维生素C)的生产工艺
1．结构
抗坏血酸即维生素C。它具有酸性和强还原性，为 高度水溶性维生素。此性质归因于其内酯环中与碳 基共轭的烯醇式结构。天然的抗坏血酸是L-型。其 异构体D-型抗坏血酸的生物活性大约是L-型的10％， 常用于非维生素的目的，例如在食品加工中作为抗 氧化剂等添加于食品之中。
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维生素生产工艺
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生产工艺路线
国际上采用莱氏法化学合成
两步发酵工艺------我国独创-----主要生产工艺
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维生素生产工艺
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脂溶性维生素与水溶性维生素的不同点
化学组成
溶解性 吸收、排泄
积存性
缺乏症出现时间 毒性
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脂溶性维生素 仅含C,H,O
溶于脂肪及脂溶剂 随脂肪经淋巴系统吸 收，从胆汁少量排泄
摄入后，大部分积存 在体内 缓慢 大剂量摄入(6-10倍 RDA)易引起中毒
脂溶性维生素在机体内的吸收往往与机体对脂肪的吸收有关， 且排泄效率不高，摄入过多可在体内蓄积，以至产生有害影响， 而水溶性维生素排泄率高，一般不在体内蓄积，毒性较低，但超 过生理需要量过多时，可能出现维生素和其他营养素代谢不正常 等不良作用。
还有一些化合物，如生物类黄酮、牛磺酸、肉碱、肌醇、辅酶Ｑ 等，它们的活性类似维生素，称类维生素。
的吸收。对改善缺铁性贫血有一定的作用。它还可提
高机体的免疫机能和应激能力。至于对大剂量服用维 生素C预防疾病的观点颇有争论。尤其是近年来有不 少报道大剂量服用维生素C对机体不利，如每日摄取 维生素C 2~8g可出现恶心、腹部痉挛、腹泻，铁吸收
过度、红细胞破坏及泌尿道结石等副作用，并可能造 成对大剂量维生素C的依赖性，故不推荐常规大剂量 摄取维生素C。
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抗坏血酸可参与体内氧化还原反应，并且是体内一种重
要的抗氧化剂。它作为抗氧化剂可以清除自由基，在保
护DNA、蛋白质和膜结构免道损伤方面起着重要作用。
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此外，抗坏血酸在细胞内作为铁与铁蛋白间相互作用
的一种电子供体，可使三价铁还原为二价铁而促进铁
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维生素的种类
维生素的种类很多，化学结构差异很大，通常按照其溶解性质将 其分为脂肪溶性和水溶性两大类。
脂溶性维生素包括维生素Ａ、维生素Ｄ、维生素Ｅ、维生素. 水溶性维生素包括Ｂ族维生素（维生素Ｂ1 、维生素Ｂ2、尼 克酸、泛酸、维生素Ｂ6、叶酸、维生素Ｂ12、生物素、胆碱） 和维生素Ｃ。
维生素生产工艺
水溶性维生素 除C,H,O 外，有的尚 有N, S, Co等元素 溶于水 经血液吸收过量时， 很快从尿中排出 一般在体内无积存
较快 几无毒性，除非极大 量
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维生素生产工艺
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维生素生产工艺研究
维生素的结构无相似之处，主要有三种生产方 式：
微生物发酵 化学合成 天然提取
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维生素命名
维生素有三种命名系统。 一是按发现的历史顺序，以英文字母顺次命名，
如维生素Ａ、维生素Ｂ、维生素Ｃ、维生素Ｅ等； 二是按其特有的功能命名，如抗干眼病维生素、
抗癞皮病维生素、抗坏血酸等； 三是按其化学结构命名，如视黄醇、硫胺素、核
黄素等。三种命名系统互相通用。
维生素生产工艺
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2．生理作用
抗坏血酸的作用与其激活羟化酶，促进组
织中胶原的形成密切有关。胶原中含大量羟
脯氨酸与羟赖氨酸。前胶原肽链上的脯氢酸
与赖氨酸需经羟化，必须有抗坏血酸参与。 否则，胶原合成受阻。这已由维生素C不足或 缺乏时伤口愈合减慢所证明。由色氨酸合成 5-羟色氨酸，其中的羟化作用也需维生素C参 与。此外它还参与肉碱和类固醇化合物的合 成以及酪氨酸的代谢等。
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(2)温度 如前所述，抗坏血酸在冷冻或冷藏时，特别是 在-7~-18℃范围内有大量损失。但是，通常其稳定性随 着温度的降低而增加。非柑橘类食品的最大损失主要在 热加工期间。除烹调外加工时烫漂，沥滤的损失远远超 过其它加工的损失。
(3)食品添加剂 在食品加工时常常要加人某些食品添加 剂。例如在果蔬加工中添加漂白剂亚硫酸盐，它可降低 抗坏血酸的损失。此外，在腌肉时添加发色剂亚硝酸盐 则可破坏维生素C的活性
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3．稳定性
抗坏血酸是最不稳定的维生素，影响其稳定性的因素很 多，包括温度、pH、氧、酶、金属离子、紫外线、x— 射线和—射线的辐射，抗坏血酸的初始浓度、糖和盐的 浓度，以及抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的比例等。既然影 响因素如此之多，要清楚了解其降解途径和各种反应产 物很不容易。目前对上述反应机制的确定，除了测定被 分离产物的结构之外，则是在pH＜2、高浓度条件下的 模拟体系中进行动力学和物理化学测定的结果。
第一节 维生素概述
维生素是维持人体正常生理功能所必须的一类有机化合 物。它们种类繁多、性质各异，基本上可分为水溶性维 生素和脂溶性维生素两类，并具有以下共同特点：
(1)维生素或其前体都在天然食物中存在，但是没有一种 天然食物含有人体所需的全部维生素。 (2)它们在体内不提供热能，一般也不是机体的组成成分。 (3)它们参与维持机体正常生理功能，需要量极少，通常 以毫克、有的甚至以微克计，但是绝对不可缺少。 (4)它们一般不能在体内合成，或合成的量少，不能满足 机体需要，必须经常由食物供给。
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它是含有内脂结构的多元醇类， 其特点是具有可解离出H+的烯醇 式羟基，因而其水溶液有较强的
酸性。
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维生素生产现状
起源于20世纪50年代 维生素C的生产
20世80年代 可生产除维生素H外各种维生 素
目前，全球最大出口国之一。
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一、抗坏血酸(维生素C)的生产工艺
1．结构
抗坏血酸即维生素C。它具有酸性和强还原性，为 高度水溶性维生素。此性质归因于其内酯环中与碳 基共轭的烯醇式结构。天然的抗坏血酸是L-型。其 异构体D-型抗坏血酸的生物活性大约是L-型的10％， 常用于非维生素的目的，例如在食品加工中作为抗 氧化剂等添加于食品之中。
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生产工艺路线
国际上采用莱氏法化学合成
两步发酵工艺------我国独创-----主要生产工艺
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脂溶性维生素与水溶性维生素的不同点
化学组成
溶解性 吸收、排泄
积存性
缺乏症出现时间 毒性
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脂溶性维生素 仅含C,H,O
溶于脂肪及脂溶剂 随脂肪经淋巴系统吸 收，从胆汁少量排泄
摄入后，大部分积存 在体内 缓慢 大剂量摄入(6-10倍 RDA)易引起中毒
脂溶性维生素在机体内的吸收往往与机体对脂肪的吸收有关， 且排泄效率不高，摄入过多可在体内蓄积，以至产生有害影响， 而水溶性维生素排泄率高，一般不在体内蓄积，毒性较低，但超 过生理需要量过多时，可能出现维生素和其他营养素代谢不正常 等不良作用。
还有一些化合物，如生物类黄酮、牛磺酸、肉碱、肌醇、辅酶Ｑ 等，它们的活性类似维生素，称类维生素。
的吸收。对改善缺铁性贫血有一定的作用。它还可提
高机体的免疫机能和应激能力。至于对大剂量服用维 生素C预防疾病的观点颇有争论。尤其是近年来有不 少报道大剂量服用维生素C对机体不利，如每日摄取 维生素C 2~8g可出现恶心、腹部痉挛、腹泻，铁吸收
过度、红细胞破坏及泌尿道结石等副作用，并可能造 成对大剂量维生素C的依赖性，故不推荐常规大剂量 摄取维生素C。
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抗坏血酸可参与体内氧化还原反应，并且是体内一种重
要的抗氧化剂。它作为抗氧化剂可以清除自由基，在保
护DNA、蛋白质和膜结构免道损伤方面起着重要作用。
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此外，抗坏血酸在细胞内作为铁与铁蛋白间相互作用
的一种电子供体，可使三价铁还原为二价铁而促进铁
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维生素的种类
维生素的种类很多，化学结构差异很大，通常按照其溶解性质将 其分为脂肪溶性和水溶性两大类。
脂溶性维生素包括维生素Ａ、维生素Ｄ、维生素Ｅ、维生素. 水溶性维生素包括Ｂ族维生素（维生素Ｂ1 、维生素Ｂ2、尼 克酸、泛酸、维生素Ｂ6、叶酸、维生素Ｂ12、生物素、胆碱） 和维生素Ｃ。
维生素生产工艺
水溶性维生素 除C,H,O 外，有的尚 有N, S, Co等元素 溶于水 经血液吸收过量时， 很快从尿中排出 一般在体内无积存
较快 几无毒性，除非极大 量
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维生素生产工艺研究
维生素的结构无相似之处，主要有三种生产方 式：
微生物发酵 化学合成 天然提取
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1
维生素命名
维生素有三种命名系统。 一是按发现的历史顺序，以英文字母顺次命名，
如维生素Ａ、维生素Ｂ、维生素Ｃ、维生素Ｅ等； 二是按其特有的功能命名，如抗干眼病维生素、
抗癞皮病维生素、抗坏血酸等； 三是按其化学结构命名，如视黄醇、硫胺素、核
黄素等。三种命名系统互相通用。
维生素生产工艺
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2．生理作用
抗坏血酸的作用与其激活羟化酶，促进组
织中胶原的形成密切有关。胶原中含大量羟
脯氨酸与羟赖氨酸。前胶原肽链上的脯氢酸
与赖氨酸需经羟化，必须有抗坏血酸参与。 否则，胶原合成受阻。这已由维生素C不足或 缺乏时伤口愈合减慢所证明。由色氨酸合成 5-羟色氨酸，其中的羟化作用也需维生素C参 与。此外它还参与肉碱和类固醇化合物的合 成以及酪氨酸的代谢等。
3/10/2021
维生素生产工艺
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(2)温度 如前所述，抗坏血酸在冷冻或冷藏时，特别是 在-7~-18℃范围内有大量损失。但是，通常其稳定性随 着温度的降低而增加。非柑橘类食品的最大损失主要在 热加工期间。除烹调外加工时烫漂，沥滤的损失远远超 过其它加工的损失。
(3)食品添加剂 在食品加工时常常要加人某些食品添加 剂。例如在果蔬加工中添加漂白剂亚硫酸盐，它可降低 抗坏血酸的损失。此外，在腌肉时添加发色剂亚硝酸盐 则可破坏维生素C的活性
3/10/2021
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3．稳定性
抗坏血酸是最不稳定的维生素，影响其稳定性的因素很 多，包括温度、pH、氧、酶、金属离子、紫外线、x— 射线和—射线的辐射，抗坏血酸的初始浓度、糖和盐的 浓度，以及抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的比例等。既然影 响因素如此之多，要清楚了解其降解途径和各种反应产 物很不容易。目前对上述反应机制的确定，除了测定被 分离产物的结构之外，则是在pH＜2、高浓度条件下的 模拟体系中进行动力学和物理化学测定的结果。
第一节 维生素概述
维生素是维持人体正常生理功能所必须的一类有机化合 物。它们种类繁多、性质各异，基本上可分为水溶性维 生素和脂溶性维生素两类，并具有以下共同特点：
(1)维生素或其前体都在天然食物中存在，但是没有一种 天然食物含有人体所需的全部维生素。 (2)它们在体内不提供热能，一般也不是机体的组成成分。 (3)它们参与维持机体正常生理功能，需要量极少，通常 以毫克、有的甚至以微克计，但是绝对不可缺少。 (4)它们一般不能在体内合成，或合成的量少，不能满足 机体需要，必须经常由食物供给。