维生素c生产工艺

化学结构和பைடு நூலகம்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。
O C C C H HO C C H2C H OH OH HO O H H O C C C C C H2C OH OH OH OH HO O O C C C C C O OH HO H H H O C C C C C O OH HO H OH
维生素c的生产工艺
维生素C
又名抗坏血酸（Ascorbic acid）是细胞氧化-还 原反应中的催化剂，它释放两个氢原子后变成氧 化型维生素C，有供氢体存在时，脱氢抗坏血酸可 以接受两个氢原子变成抗坏血酸，参与机体新陈 代谢，增加机体对感染的抵抗力。用于防止坏血 酸和抵抗传染性疾病，促进创伤和骨折愈合，以 及用作辅助药物治疗。
莱氏法是最早生产维生素C的方法,其以葡萄糖为 原料,先经黑醋菌发酵生成L-山梨糖,再经丙酮化及 NaClO 氧化、水解得到2-酮-L古龙酸钠,然后进行 化学合成得到维生素C。 此法存在着很多缺陷,如生产工艺复杂、劳动强度 大、生产环境恶劣、易对人体造成伤害,因此人们 不断对此工艺进行改进。
两步发酵法省略了酮化和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。
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2-酮-L-古龙酸
[转化]
维生素C
莱氏法化学合成工艺
（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。 ②发酵条件 温度为26-30℃，最适pH为4.4-6.8。pH4.0以 下菌的活性受影响。 用0.5%酵母浸膏为主要营养源，山梨醇浓度为19.8%， 通气量1800ml/min，30℃培养33h，山梨糖收率可达 97.6%。 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。
两步发酵工艺
（1）工艺路线
D-山梨醇
[氧化] 醋酸杆菌
L-山梨糖
[生物转化] 假单孢菌
2-酮-L-古龙酸
[内酯化，烯醇化] 维生素C（L-抗坏血酸）
两步发酵工艺
（2）工艺过程
（1）D-山梨醇的化学合成 50%葡萄糖溶液在75℃下加入活性炭，用石灰乳液调节 pH8.4，加镍催化剂，通氢气，压力3.43MPa ，反应温度 140℃。反应结束后，静置沉降出去催化剂，反应液经离 子交换树脂、活性炭处理后，减压浓缩，得到含量6070%的D-山梨醇，无色透明或微黄色透明粘稠液体，收率 约97%。 （2） 2-酮-L-古龙酸的微生物发酵 第一步发酵：黑醋酸杆菌（从D-山梨醇到L-山梨糖） 第二步发酵：葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌混合培养 发酵罐：气升式反应器，100立方米。 （3） 2-酮-L-古龙酸的分离纯化 发酵液中：2-酮-L-古龙酸8%，杂质有菌丝体、蛋白质和 悬浮的固体颗粒等。除杂操作：加热、离心。
H2C OH L-异 抗坏血酸
H2C OH D-异抗坏血酸
L-抗坏血酸
D-抗坏血酸
莱氏法化学合成工艺
（1）工艺路线
[加氢] H2 [酶菌氧化] O2 [酮化] H2SO4丙酮
D-葡萄糖
D-山梨醇
L-山梨糖
双丙酮-L-山梨糖 [酸化] HCl
[氧化] NaOH, O2, KMnO4
双丙酮-L-古龙酸