二步发酵法生产维生素C - 副本ppt课件

H C O H 2 L -异 抗 坏 血 酸
H C O H 2 D -异 抗 坏 血 酸
L -抗 坏 血 酸
D -抗 坏 血 酸
维生素C的性质
白色粉末，无臭、味酸、熔点190192℃，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。
维生素C的化学结构
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 H O C C H C 2 H O H O H H O O H H O C C C C C H C 2 O H O H O H O H H O O O C C C C C O O H H O H H H O C C C C C O O H H O H O H
C H 2O H C C C C H H O H H O 2 H O H H O
C H 2O H C C C C O H O H H
C H 2O H D -山 梨 醇
C H 2O H L -山 梨 醇 C O O H H 3C C C H C C H O H C H 2O 双 丙 酮 -L -古 龙 酸 O C H 3 C H 3
二步发酵法生产维生素CFra Baidu bibliotek- 副本
目录
• • • • • 背景 维生素C的结构和性质 维生素C的生产方法 维生素C的生产工艺进展 参考文献
显著的经济效益和社会效益
与国际上同类工作先进水平比较，微生物 所等单位所发明的用于维生素C生产的二步发 酵法具有4大优势: 1. 以生物氧化代替化学氧化，省掉了酮化反 应； 2. 节约了大量易燃、易爆、有毒的化工原料 ，大大减少了“三废”处理，改善了劳动条 件，利于安全生产； 3. 减少工业用粮、生产工序和生产设备，缩 短了生产周期，降低了原料成本； 4. 与国外二步发酵法比较，其发酵规模和产 酸量均居领先地位。
(1) 工艺路线
第一步：
H2 /催 D-葡萄糖 化
D-山梨醇
黑醋酸菌
L-山梨糖
第二步：
L-山梨糖
大菌、小菌 混合发酵 2-酮基-L-古龙酸 内酯化
烯醇化
维生素C
O C H O H 2 H O C H C H O H 2 H O C H C H O H 2 C O C O O H C C O
内 酯 化H O C H O 2 2 醇 化 H O C H 烯 H O C H H O C H H O C H O O H C 氢 化 A c e to b a c te r P s e u d o m o n a s H C O H H C O H C O H H H C O H H C H O C H H O C H H O C H H O C H H O C H C H O H C H O H C H O H 2 C H O 2 2 H CO H 2 D 葡 萄 糖 D 山 梨 醇 L 山 梨 醇 2 酮 基 L 古 龙 酸 维 生 素 C
以当年北京制药厂年产150吨维生素C车间 为例，采用二步发酵法新工艺后，每年可 节约丙酮297吨（相当于237.8万斤粮食） ；节省其他化工原料2600多吨和主要设备 58台；降低了原料成本10%。据报，目前国 内已有年产3万多吨维生素C的生产能力， 若全部开动生产，其产生的经济效益和社 会效益、生态环保效益是无法估量的。
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
O 2 C C C H O H C H 2O 双 丙 酮 -L -山 梨 糖 C O O H C C H 2O H O H H O C C C O H O H H H H O C H 2O H H 2C 2 -酮 基 -L -古 龙 酸 维 生 素 -C O H C H C 内 酯 化 烯 醇 化 H O O H C C O C H 3 C H 3 K M n O 4 N aO H O H 3C
（2）工艺过程
a 第一步发酵 以D-葡萄糖为原料，加 氢催化生成D-山梨醇，再加入假单孢杆菌 氧化获得L-山梨糖。 b 第二步发酵 L-山梨糖通过小菌氧化 葡萄糖酸杆菌和大菌巨大芽孢杆菌、蜡状 芽孢杆菌等伴生菌混合发酵得维生素C前体 2-酮基-L-古龙酸。
维生素C的生产方法
莱氏法:是维生素C生产的经典方法，是由 Reichstein和Grussner研究开发的。系以葡 萄糖作为起始原料，经催化加氢制成D-山梨 醇，再经醋杆菌深层发酵氧化制得收率很高 的L-山梨糖，L-山梨糖经丙酮和硫酸处理（ 生产上俗称丙酸化）生成双丙酮-L-山梨糖 （简称双酮糖），再用苯或甲苯提取，提取 液经水法除去单酮山梨糖后蒸去溶剂而后分 离出来，用高锰酸钠氧化、水解、酯化、转 化、中和便得VC。
2·二步发酵法
二步发酵法是相对莱氏法而言的，是 中国科学院微生物研究所和北京制药厂于 1975年合作发明的，此法进一步发展了维 生素C的生产，是目前唯一成功应用于维生 素C工业生产的微生物转化法。 过程为山梨醇发酵生成山梨糖后，山 梨糖又经第二步细菌氧化，直接生成2-酮 基-L-古龙酸，而废除了丙酮化和化学氧化 两个步骤。
工艺路线
[加氢] H2
D-葡萄糖
D-山梨醇
[酶菌氧化] O2
L-山梨糖
[酮化] H2SO4丙酮
双丙酮-L-山梨 糖 [酸化] HCl
[氧化] NaOH, O2, KMnO4
双丙酮-L-古龙酸
2-酮-L-古龙酸
[转化]
维生素C
C H 2O H H O H O H H O C C C C C H O D -葡 萄 糖 C H 2O H H 3C (C H 3)2C O H 2S O 4 O H 3C H C H H O H H H 2 H O H O H H O