维生素b2的发酵ppt课件
维生素b2 合成法
维生素b2 合成法维生素B2，又称核黄素，是一种水溶性维生素，对人体的生长发育、调节新陈代谢等具有重要作用。
以下是维生素B2的合成方法：维生素B2的主要合成方法为化学合成和微生物发酵两种。
其中，化学合成法是通过有机合成的方式合成维生素B2，而微生物发酵则利用某些微生物的代谢产物来自然合成维生素B2。
化学合成法：化学合成法主要是通过有机合成化学反应将简单化合物合成成维生素B2。
该方法的主要步骤包括：1. 预处理：将起始原料进行预处理，如氧化反应、酰化反应等。
2. 合成核黄素酮：使用特定的合成方法将起始原料合成成核黄素酮。
3. 还原：通过还原反应将核黄素酮还原成核黄素。
4. 活化：将核黄素进行活化，产生维生素B2。
微生物发酵法：微生物发酵法是利用某些微生物的代谢产物来自然合成维生素B2。
一种常用的微生物发酵方法是利用大肠杆菌进行发酵。
具体步骤包括：1. 选择菌株：选择适合合成维生素B2的菌株。
2. 培养基配方：选择合适的培养基并添加必需营养物质，如糖类和氮源等。
3. 发酵条件控制：控制发酵条件，包括温度、pH值、氧气供应等。
4. 收获和提取：在发酵完成后，收获菌液并提取其中的维生素B2。
维生素B2合成法是通过化学合成和微生物发酵来实现的，两种方法各有优劣。
化学合成法可以在短时间内大规模生产，但对环境污染较大。
微生物发酵法则更加环保，但生产效率较低。
维生素B2，也被称为核黄素或核黄素磷酸盐，是一种重要的维生素，它在体内参与能量代谢和细胞分裂过程。
维生素B2可以通过化学合成的方法获得。
维生素B2的化学结构由核黄素与磷酸盐组成，其合成方法主要分为以下步骤：1. 合成核黄素：核黄素是维生素B2的活性形式，可以通过对庚酮的加氢还原得到。
该反应会使用催化剂和氢气进行。
2. 磷酸化反应：将合成的核黄素与磷酸反应形成核黄素磷酸盐。
这个反应可以通过将核黄素与磷酸进行酯化反应获得。
维生素B2的化学合成方法主要应用于工业生产中，以实现大规模生产和满足市场需求。
维生素—维生素B2(食品营养课件)
FAD和FMN作为辅基参与色氨酸转化为尼克酸，维生素B6转化为磷酸
吡哆醛的过程。
4、与机体铁的吸收、储存和动员有关。
5、还具有抗氧化活性，可能与黄素酶-谷胱甘肽还原酶有关。
• 维生素B2食物来源
（
维 生
维生素B2在各类食品中广泛存在，但通常动物性食品中的含量高于
素
植物性食物，如各种动物的肝脏、肾脏、心脏、蛋黄、鳝鱼以及奶
• 维生素B2推荐摄入量：
（
维 生 素
我国居民膳食维生素B２推荐摄入量： 正常男、女分别为1.4和1.2毫克/天。
B2
） 成年人每日吃1两动物肝可满足需要； 成年人每日吃约2两黄豆可满足需要； 成年人每日吃3棵生菜可满足需要。
维生素B2
目录页
维生素B2的生理功能 维生素B2的食物来源 维生素B2的膳食推荐摄入量
• 维生素B2生理功能
（ 维
又称核黄素。在人体内以黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和黄素单核
生 素
苷酸（FMN）两种活性形式参与氧化还原反应，起到递氢的作用，
B2
是机体中一些重要的氧化还原酶的辅基。
）
1、参与体内生物氧化与能量代谢。与碳水化合物、蛋白质、核酸和
（
食物 含量
维
生
大米 0.05
素
小麦粉 0.08
B2
）
挂面 0.03
馒头 0.07
黄豆 0.20
大白菜 0.03
菠菜 0.11
食物 含量 油菜 0.11 橘子 0.02 梨 0.03 猪肉（肥瘦） 0.16 猪肝 2.08 牛奶 0.14 鸡蛋 0.32
上表摘自《中国居民膳食营养素参考摄入量》（中国营养学会 编著）
B2
维生素b2发酵生产工艺
维生素b2发酵生产工艺维生素B2是一种重要的维生素，也被称为核黄素。
它在人体内起着多种重要的作用，包括参与能量代谢、细胞增殖、神经系统正常功能等。
因此，维生素B2的生产工艺对于满足市场需求和保障人们身体健康非常重要。
维生素B2的主要生产工艺是通过发酵生产。
下面是维生素B2的发酵生产工艺的简要描述：首先，选择合适的微生物菌种。
目前常用的微生物菌种有琥珀杆菌、毛球菌等。
这些菌种具有较强的维生素B2合成能力和较高的发酵稳定性。
然后，制备菌种培养液。
将选定的菌种接入菌种培养基中，通过搅拌培养、控制温度、pH值和营养物质浓度等条件，使菌种培养液优选培养。
接下来，进行发酵生产。
将菌种接入生产发酵罐中，进行批量发酵。
发酵罐内控制温度、pH值、氧气含量等条件，以达到最佳发酵状态。
同时，添加适量的碳源、氮源、无机盐等营养物质，促进菌种维生素B2的合成。
同时，发酵过程中要进行增产调控。
通过优化发酵条件、添加促进剂、调节发酵参数等手段，进一步提高维生素B2的产量和发酵稳定性。
发酵完成后，进行分离和提纯。
将发酵液进行过滤、沉淀等操作，分离出维生素B2。
接着，通过提纯和结晶等工艺步骤，得到纯度较高的维生素B2成品。
最后，对成品进行包装和质检。
将维生素B2成品进行包装，以确保其质量和安全性。
同时，进行质量检验，包括成分分析、微生物检测等，以确保成品符合相关标准和要求。
维生素B2的发酵生产工艺在近几十年得到了不断改进和优化，以提高产量、质量和工艺稳定性。
同时，随着生物工程和发酵技术的发展，新的生产工艺也在不断涌现，进一步推动了维生素B2的生产和应用。
综上所述，维生素B2的发酵生产工艺是一个复杂的过程，需要选择合适的菌种、优化发酵条件、进行增产调控、进行分离和提纯等步骤。
通过不断改进和创新，可以提高维生素B2的产量和质量，满足市场需求，为人们提供健康的营养补充品。
维生素b2生产工艺
维生素b2生产工艺维生素B2（又称核黄素）是一种水溶性维生素，具有重要的生理功能。
它可以促进碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢，维持眼睛、皮肤和神经系统的健康状态。
在工业上，维生素B2通常是通过微生物发酵生产的。
维生素B2生产工艺主要包括以下几个步骤：1. 微生物培养：维生素B2的生产通常采用大肠杆菌或黄色链霉菌进行发酵。
首先需要培养这些微生物，并提供适当的营养物质，如碳源、氮源和矿物质等，以促进它们的生长和繁殖。
2. 发酵过程：在发酵罐中，将培养好的微生物接种到发酵基质中。
发酵基质通常由含有葡萄糖、磷酸盐和氨基酸等成分的培养基组成。
在适当的温度、pH和氧气供应条件下，微生物会进行有氧呼吸并产生维生素B2。
3. 维生素提取：当发酵过程达到一定阶段时，维生素B2会被微生物分泌到发酵液中。
然后可以采用离心或过滤等方法将微生物体和其他杂质分离，得到纯净的发酵液。
4. 结晶和纯化：发酵液中的维生素B2通过加盐酸以及其他化学药剂进行处理，使维生素B2结晶。
然后，通过过滤、洗涤和干燥等步骤，将结晶的维生素B2纯化。
5. 包装和质量控制：纯化后的维生素B2会经过粉碎、筛分和包装等步骤，以便于使用和销售。
同时需要进行质量控制，包括对维生素B2含量、纯度和微生物污染等进行检测。
需要注意的是，维生素B2的生产过程需要保证微生物培养和发酵条件的稳定性，以获得高产量和高纯度的维生素B2。
同时，工艺过程中需要控制污染和杂质的产生，以确保最终产品的质量和安全性。
以上是维生素B2生产的主要工艺步骤，通过合理的操作和控制，可以获得高质量的维生素B2产品，满足市场需求。
随着科学技术的发展，维生素B2生产工艺也在不断改进和优化，以提高生产效率和产品质量。
发酵工程--ppt课件(2024版)
分批发酵的优缺点
➢ 优点 操作简单 操作引起染菌的概率低 不会产生菌种老化和变异问题
➢ 缺点 非生产时间较长、设备利用率低
➢ 根据不同发酵类型，每批发酵需要十 几个小时到几周时间。
➢ 全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的 培养基、接种、发酵过程、放罐和洗 罐，所需时间的总和为一个发酵周期。
典型的分批发酵工艺流程图
微生物分批培养的生长曲线
1.延滞期 2.加速生长期 3.指数生长期 4.减速期 5.稳定期 6.衰亡期
4.3.1.2 连续发酵
以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基， 同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐 内的液量维持，微生物在稳定状态（恒定的基 质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定的 菌体浓度、恒定的比生长速率）下生长。
4 发酵工程
【学习目的】
1. 掌握发酵工程的基本类型和基本原理。 2. 了解典型发酵产品的生产工艺。 3. 认识发酵的基本过程及常用的发酵设备。
发酵（Fermentation）
最初来自拉丁语“发泡”（fervere），是指酵 母作用于果汁或者发芽谷物产生CO2的现象。
巴斯德：酵母在无氧环境下的呼吸过程。 生物化学：微生物在无氧时的代谢过程。
草莓栽培
微生物酶发酵 酶普遍存在于动植物中，在人类生活中发挥着
非常重要的作用。
微生物代谢产物发酵 ①氨基酸、蛋白质、核酸——初级代谢产物 ②抗生素、生长因子等——次级代谢产物
微生物转化发酵 利用微生物把一种化合物转变成结构相关的更
有经济价值的产物。 葡萄糖→Grapevine
生物工程发酵 DNA重组的“工程菌”理论上可以生产出多种代 谢产物。
维生素发酵生产ppt课件
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
＋
＋
＋
＋
＋
（＋）
＋
＋
＋
（＋）
＋
＋
＋
＋
＋
世界产量 /（吨/年）
2000 2000 8500
1600 3
300 10 100 70000
维生素B2介绍及应用(PPT精选课件)
1、抗生素废液提取
2、 放 线 菌 发 酵
3、下水道废水中提取 4、 丙 酸 菌 发 酵
5、巨大芽孢杆菌中提取
6、 转 基 因 大 肠 杆 菌 生 产
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(一)抗生素废液中提取
当用加有钻化合物的培养基培养灰色链霉 菌时，可大大提高维生素B12在整个培养 液中的浓度，但是对于钴化合物的浓度要 求要适量；过高的浓度会对菌体细胞产生 毒性；另有研究表明，添加适量的氰化合 物也同样可促进抗生素废液中B12类似物 的含量，但需严格掌握其用量。
人们对于B12的控制基因已经非常清楚， 但是不可避免地存在这样的问题，如导 人的质粒会不可避免地脱落等，因此， 就近些年，维生素B12的生产仍需按传统 发酵完成。
17
六、维生素B12的提取 溶剂提取法 离子交换树脂法
18
(一)有机溶剂提取
研究表明，采用两相混合溶剂，町简单地纯化和 提取出来，常用的溶剂为苯甲醇和水的混合溶液， 基本过程如下：
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七、维生素Bl2的测定方法
(一)比色测定法 (二)离子交换测定法 (三)原子吸收法 (四)微生物法
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八、应用
医疗与保健方面的应用 主要用于治疗各种VB12缺乏症，例如：可 以治疗巨幼红细胞性贫血、药物中毒引起 的贫血、再生障碍性贫血和白细胞减少症 等
VBl2还可以用于神经质、烦躁、失眠、 记忆减退、抑郁病症的治疗
采用生物活性污泥法处理的废水中，通常含不少维 生素B12，干的活性污泥可先用水浸提，然后过滤掉 固形颗粒，之后可分离、纯化B12。
特点：
l、无需前培养，这样大大减少了前期投入； 2、能耗大，尤其是浓缩这一关键性步骤将造成大
的能量损耗； 3、用此方法得到的B12浓度虽并不低，但受活性污
VB2的生产工艺说课材料
核黄素的发酵工艺及优化
• Venugopal Pujaria and T.S Chandra利用副产品原农工为核
黄素生产的由紫外线的Eremothecium ashbyii紫外线- 18 57突变体的营养需求进行了优化,不像传统的培养基成分优 化方法，统计技术随其中变数的水平同时改变，研究其对核 黄素的生产集体效应。在成分的最佳浓度范围内培养基优化 利用统计方法比未优化的媒介提高了约35％的核黄素产量。 E. Kalingan and Chung-Min Liao进行了一项研究，以确定 各种低成本因素，他们在诱导核黄素产量更高，在不同浓度 有机废弃物造成的影响，结果表明，核黄素诱导源浓度对核 黄素产量在E. ashbyii生产中起重要作用。这里所获得的数 据表明原料价格低廉，可通过大量的副产品，还有动物和鱼 类资源原产有机废弃物农用工业可作底物。另外姚青青等通 过筛选高通量的DHBPS抑制剂来提高产率 。
核黄素提取及测定方法
• 从发酵液中提取核黄素的方法主要有重金属盐沉
淀法、Morehouse法、酸溶法和碱溶法工业生产中 大多采用酸溶法。酸溶法提取核黄素的能耗较大, 经一次溶解、结晶获得的核黄素纯度只有60% ～ 70%。核黄素测定一般采用微生物法、荧光比色法, 这些方法比较繁琐或特异性不够, 不能区分核黄 素及其衍生物, 难以满足研究工作深入进行的需 要，还有一种分光光度法(核黄素在波长444 nm处 有最大吸收峰,测定在红光下操作)。随着高效液 相色谱技术(HPLC) 分析技术的发展和应用, 国内 外还建立了一些与此有关的测定发酵液中核黄素 的分析方法如Diamonsil C18色谱柱法等等。
参考文献
• [ 1 ] 姚青青, 裘娟萍, 黄海婵.核黄素生物合成关键酶抑制剂的研究进展[ J ].
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• 这里需要指出的是，固体发酵工艺 比液体发酵操作简单方便，生产规 模可大可小，特别是固体发酵的设 备比液体发酵降低80%成本以上， 同时能大大减少能源的消耗，便于 推广和应用。
维生素b2的发酵
• 第三步，核黄素的提取。即从发酵
液中将核黄素提取出来。主要的提取方 法有：重金属盐沉淀法，酸溶液法和碱 溶液法。科学研究表明，碱溶液法提取 核黄素不仅收益高，且耗能低，随着离 心分离设备的不断改进，碱溶液法分离 提取核黄素的优越性越来越明显。
七、发酵中的注意事项
• 整个过程应必须严格控制无菌环境，抗生素的加 入要在温度不太高时（不烫手为止）加入，防止 抗生素失活。
• 发酵罐在使用之前一定要清洗干净，不能留有任 何残渣，特别要注意一些管道和死角的残留物质 的清洗，避免染菌。
维生素b2的发酵
• 发酵罐与培养基灭菌时要分开灭，葡萄糖单独灭 菌，另外磷酸盐也要单独灭菌，因为磷酸盐容易 和培养基中其他无机盐在高温下反应生成一些难 溶化合物沉淀后不易被菌体分解利用，影响培养 基的营养成分，造成菌种在前期生长过程中表现 缓慢和营养不良状况。
维生素b2的发酵
二、维生素B2的作用
• 与组织的呼吸过程有关 • 参与碳水化物的中间代谢 • 与激素有关
• 促进色氨酸转化为烟酸，VB6转变为磷酸吡哆醛 • 维持体内还原型谷胱甘肽的浓度，参与体内的抗
氧化防御系统 • 参与药物代谢 • 提高机体对环境的适应能力
维生素b2的发酵
三、维生素B2的发酵原理
维生素b2的发酵
• 然而在利用棉囊阿舒氏酵母、解朊 假丝酵母和阿舒氏假囊酵母等真菌 进行核黄素生产时, 存在着发酵周 期过长、原料成分配比复杂、需加 入不饱和脂肪酸来促进核黄素的产 量等缺点。
维生素b2的发酵
• 随着基因工程技术的发展, 枯草芽 孢杆菌和产氨棒状杆菌等产核黄素 工程菌相继构建成功, 这些工程菌 具有发酵周期短( 2~ 3天) 、原料要 求简单、产量高等优点, 在核黄素 的微生物发酵生产中显示了强大的 生命力
核黄素对热安定，120℃加热6小时，仅有少量 分解，在碱性溶液中较易破坏，在光照及紫外线 照射下，可以引起不可逆分解
维生素b2的发酵
结构
核黄素的异咯嗪上第1位及第10位N原子与活泼的双 键相连，能接受氢而被还原成无色产物，还原后 很容易再脱氢，因此具有可逆的氧化还原特性
维生素b2的发酵
化学结构式
维生素b2的发酵
四、发酵过程
• 第一步，菌种选取。随着分子生物学
技术的发展，基因工程手段已经应用于 核黄素生产菌种育种中，这样选出来的 菌种具有产量高、能耗低（主要指培养 菌种所需的营养物质）、产品纯度高等 有点，显著提高了经济效益。
维生素b2的发酵
• 第二步，发酵方法的选取。核黄素
微生物发酵法包括液体深层发酵法和固 体发酵法（液体和固体主要是指培养菌 种的培养基状态的不同：即培养基可以 是液态的，也可以是固态的）。
维生素b2的发酵
• 第四步，核黄素的测定。是对发酵
液中核黄素含量、质量的测定。测定的 方法有：微生物法、荧光比色法、高效 液相色谱技术（HPLC）,核黄素化学发 光新方法等。目前核黄素化学发光新方 法的精确度和灵敏度高、分析速度快， 具有广泛的应用前景。
维生素b2的发酵
• 第五步，核黄素颗粒的制备。微生
• 目前核黄素的工业化生产主要有微 生物发酵法和化学半合成法两种, 其中微生物发酵法以生产工艺简单、 原料廉价、环境友好以及资源可再 生等优点而倍受世界核黄素生产商 的青睐。
维生素b2的发酵
• (一)化学合成法制备维生素B2
• 将D-核糖与3，4-二甲基苯胺缩合，在氢化还原得 一仲胺此仲胺与苯氯化重氮化物反应，生成一种 偶氮染料化合物——3，4二甲基-6-苯偶氮-D –核 糖胺最后与巴比妥酸在乙酸存在下缩合即可得到 维生素B2。此维生素B2的生产工艺生产B2的产率 可达95.3%，纯度达96.8%。其中合成所用的D-核糖 目前是以D-葡萄糖为原料，经芽孢杆菌属细菌发 酵而成的，它代替了原先用D-葡萄糖经4步反应合 成D-核糖的方法。因为后者需要用到钠汞齐，从 而带来了很严重的环境污染问题。化学法合成维 生素B2可以利用传统的分批反应的设备，但在纯 化精制阶段，偶氮燃料中间物和维生素B2均会生 成细小晶体，给有效地过滤和洗涤带来了较大的 困难。同时由于这2种化合物的颜色都比较深，也 使工厂的车间管理较困难。
维生素b2的发酵
生产菌种
• 核黄素发酵的主要生产菌包括:
• 棉囊阿舒氏酵母A shbya gossyp ii • 解朊假丝酵母 Candida famata • 阿舒氏假囊酵Eremothecium ashbyii • 酿酒酵 Saccharomyces sp • 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis • 产氨棒状杆菌 Corynebactiaaminogensis
维生素b2的发酵
• （二）微生物法合成维生素B2
• 维生素B2的微生物发酵生产采用三级发酵法。将 在25℃培养成熟的维生素B2产生菌的斜面孢子用 无菌水制成孢子悬浮液，接种于种子培养基中培 养（30+℃），30~40h），最后将二级发酵液移 种至三级发酵罐发酵（30+℃，160h），得到维生 素B2发酵液。工业上使用的维生素B2的产生菌主 要有阿氏假囊酵母（Eremotecium ashbyii）和棉病 囊菌（Ashbya gossypii）2种菌。经过菌种改良后， 维生素B2生产的最高水平可达到10000U/ml。产品 质量好，成本低。
维生素B2与发酵
第六组
维生素b2的发酵
维生素B2的概述
一、结构与性质
维生素B2又叫核黄素(riboflavin)。 是核醇与6.7一二甲基异咯嗪的缩合物。
核黄素味苦，在240℃时变暗色，熔 点为275℃～282℃，并在此温度下引起 破合物，溶于水，但溶解 度很低，水溶液呈现黄绿色荧光
物发酵生产的核黄素需要干燥才能制成 核黄素成品。常用的干燥方法：普通气 流干燥法和喷雾干燥法。
维生素b2的发酵
六、微生物发酵的缺点
• 与化学合成法相比, 微生物发酵法 也存在着某些缺点和不足。例如在 核黄素的后期加工与处理过程中, 核黄素的分离纯化比较困难, 难以 获得高纯度的核黄素。
维生素b2的发酵