维生素C的发酵生产工艺

内，所以可作为供氢体，又可作为受氢体，在体 内氧化还原过程中发挥重要作用。
⑴促进抗体形成。 ⑵促进铁的吸收。 ⑶促进四氢叶酸形成。 ⑷维持巯基酶的活性。
⑴解毒。 ⑵预防癌症。 ⑶清除自由基。
特殊人群，如孕妇，乳母，婴幼儿，老年人。从
事特殊作业人群，如重体力劳动、部队人员、运 动员、航空航天、潜水航海、接触有毒物、放射 物工作、矿工等。
化学性质:
①易溶于水和甲醇，呈酸性，有旋光性。 ②维生素 C 无游离羧基，呈内酯环状，是一种强
还原剂，
易受光、热、氧化等破坏。
③内酯环水解后，发生脱羧反应成糠醛，聚合后
变色。

储存： 保存。
干燥结晶状态较稳定，避光、避热、干燥容器种
维生素C可以是氧化型，又可以是还原型存在于体

１、D-山梨醇的制备
（1）工艺过程 在70-75℃下加水溶解葡萄糖，50%溶液 氢气纯度≥99.3%、压强<0.04MPa时，将糖液冲入釜内 加入活性镍催化剂 加碱液调pH8.2-8.4，通蒸汽，并搅拌 温度升至120-135℃时关闭蒸汽
控制温度在150-155
℃，压强3.8-4.0MPa
莱氏法合成工艺流程
[加氢] H2 D-葡萄糖 D-山梨醇 [酶菌氧化] O2 [酮化] H2SO4丙酮 L-山梨糖
[ 氧 化 ] 双 丙 酮 -L- 山 梨KMnO 4 糖
NaOH, O2,
双丙酮-L-古龙酸
[酸化] HCl
2-酮-L-古龙酸
[转化]
维生素C
两步发酵工艺
O CH2OH HO C H HO C H H C OH H2 氢化 CH2OH HO C H CH2OH C O COOH C C O C C C C H H2C OH 维生素-C O
反应至不吸收氢气为反应终点 0.2-0.3MPa压强下压料至沉淀缸、过滤、树脂交换处理 收率95%

（2）影响因素 1.pH值 葡萄糖水pH8.0-8.5 偏高或偏低会使甘露醇（副产物）含量增加 2.设备材质


山梨醇能溶解多种金属
避免使用铁、铝或铜制设备，而用不锈钢 3.副产物影响
2. L-山梨糖的制备 （1）工艺过程
菌种部分
斜面培养基中菌种活化传代24h后，产糖量达到100mg/mL 在30 ℃培养48h，镜检菌体正常、无杂菌 放0-5 ℃冰箱保存备用 （2）发酵部分 投料。D-山梨醇浓度为16%-20% 培养基控制pH5.4-5.6，120 ℃灭菌0.5h


上层清液常压蒸馏至100 ℃，减压蒸馏至90 苯提取蒸馏后剩余溶液，减压蒸馏得双丙酮糖 （3)注意事项 双酮糖在酸性中不稳定，碱性中较温定。因此中和时，必须保持碱性 和低温条件 加料的先后顺序，先加入丙酮古龙酸与盐酸，易于结块，造成搅拌困 难 4. 2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制备 4.次氯酸钠的制造——新鲜配制 14.5%-15.5%的氢氧化钠溶液通入液氯 双丙酮酸的氧化 配料比：双丙酮糖：次氯酸钠：硫酸镍= 1：10：0.04 投料，40℃保温搅拌30min 静止片刻，抽滤 滤液冷至0-5℃，用盐酸中和（pH7、3、1.5） 过滤、水洗、过滤。得结晶.
步骤，在羟化过程中
⑴促进胶原合成。维生素C缺乏时，胶原合成障碍，
从而导致坏血病。 ⑵促进神经递质（5-羟色胺及去甲肾上腺素）合 成。 ⑶促进类固醇羟化。高胆固醇患者，应补给足量 的维生素C。 ⑷促进有机物或毒物羟化解毒。维生素C能提升混 合功能氧化酶的活性，增强药物或毒物的解毒 （羟化）过程。
维生素C可以是氧化型，又可以是还原型存在于体
在发酵罐中培养（温度30-32 ℃；压力0.03-0.05MPa） 一级种子罐发酵率40%以上，二级种子罐发酵率50%以上 当发酵率在95%以上时，温度略高（31-33℃）；pH7.2左右，即为发酵 终点 控制真空度在0.05MPa以上，温度60 ℃以下，减压浓缩结晶即得L-山 梨糖 （3）注意事项 尽量减少染菌途径 3. 2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备 1.工艺过程 配料比：L-山梨糖：丙酮：发烟硫酸：氢氧化钠= 1:9:0.4:0.6 5 ℃下压入丙酮、发烟硫酸，加入山梨糖 15-20 ℃下溶糖6h 降温至-8 ℃，保持6-7h得酮化液 <25 ℃，加入18%-22%的氢氧化钠溶液，中和至pH8.0-8.5
提取部分

一次交换：盐酸酸化，调菌体蛋白等电点，沉降4h以上 上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱


当流出液pH为3.5时，收集交换液，控制pH
交换完，纯水冲柱 加热过滤


合并流出液和洗液
调pH至蛋白等电点 加热至70℃，加0.3%活性炭
升温至90-95℃，保温10-15min，使蛋白凝结
内，所以可作为供氢体，又可作为受氢体，在体 内氧化还原过程中发挥重要作用。
⑴促进抗体形成。 ⑵促进铁的吸收。
⑶促进四氢叶酸形成。
⑷维持巯基酶的活性。
课外连接
羟化反应.doc
还原作用.doc
其他功能.doc

易缺乏人群.doc
羟化反应是体内许多重要物质合成或分解的必要
HO C H CHO D-葡萄糖
内酯化 HO O2 HO C H 烯醇化 HO C H HO C H OH Acetobacter Pseudomonas H C OH H C OH H C OH H HO C H HO C H HO C H HO CH2OH CH2OH CH2OH D-山梨醇 L-山梨醇 2-酮基-L-古龙酸


甘露醇影响产物比旋度
残糖含量影响产物比旋度——氢化反应的终点指标 4.注意事项及三废处理 车间进行还原反应时氢气自制，故配有氢气柜。应杜绝火源，以免氢 气发生爆炸

废镍催化剂可压制成块，冶炼回收 再生废液中的镍经沉淀后可回收


废酸、废碱经中和后放入下水道
停止搅拌，快速冷却，高速离心
加热过滤

合并流出液和洗液，调pH至蛋白等电点
加热至70℃，加0.3%活性炭
升温至90-95℃，保温10-15min，使蛋白凝结 停止搅拌，快速冷却，高速离心 二次交换 上清液打入二次交换柱 洗脱，至流出液pH=1.5时，收集交换液 控制pH1.5-1.7之间 交换完毕，洗柱 减压浓缩 二次交换液进行一级浓缩，控制真空度、内温，至浓缩液
维生素C的生产工艺

生产方法
烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素B1、B6、D、E、K
（1）化学合成法 等。
（2）发酵法
B12、B2，维生素C和生物素，维生素原等。 （3）生物提取法
从猪心中提取辅酶Q10，从槐花米中提取芦丁，从
提取链霉素后的废液中提取B12等。
生产工艺.
1.莱氏法化学合成工艺

3. 两步发酵工艺

D-山梨醇的化学合成
50%葡萄糖溶液在75℃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 60-70% 的 D- 山梨醇，无色透明或微黄色透明粘 稠液体，收率约97%。





5.粗品维生素C的制备 （1）工艺过程 配料比：双丙酮古龙酸（折纯）：精制盐酸（ 38% ）：乙醇 = 1.0 ： 0.27：0.31 步骤 加部分双丙酮古龙酸，搅拌加盐酸，再加余下的古龙酸 蒸汽加温，升至37℃左右关蒸汽 自然升温至52-54 ℃，保温5-7h 50-52 ℃保温20h，然后通水降温1h 加适量乙醇，冷却至-2 ℃ 放料，甩滤0.5h 乙醇洗涤，甩滤3-3.5h 干燥得粗品维生素C 6、粗品维生素C 配料比：粗维生素C(折纯) ：蒸馏水：活性炭：乙醇= 1：1.1:0.06:0. 6
着添加剂比例的不断增加，维 C的用量还有很大 的提升空间。
4.临床中的应用 对缺血—再灌注心肌保护作用
改善心血管功能
抗癌和防癌的作用 对肠黏膜屏障保护 治疗消化性溃疡等 随着维 C 用途的不断增多，维 C 的用量越来越大，
维C市场具有广阔的前景，我国目前的市场还有很 大的提升空间

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。
C
莱氏合成法的工艺原理和过程
1.D-山梨醇的制备
2.
L-山梨糖的制备 2,3,4,6- 双酮基 -L- 山梨糖（双丙酮糖） 的制备 2,3,4,6- 双酮基 -L- 古龙酸（双丙酮古 龙酸）的制备 粗品维生素C的制备 粗品维生素C的精制
抑制和制止致病因子。因此，维C大量添加在各种 食品和饮料中，
用量很大。如用于食品保鲜，人体营养剂，果冻，
果酱等的维生素强化剂及油脂的抗氧化等。在国 内应用也很大。
2.化妆品行业 护肤：抗氧化剂，防止氧化损伤，皮肤美白等。
香皂：防止汗液臭化，除臭，美白。
牙膏：抗炎，防止牙龈出血。 3.其他领域的用量不断扩大 作为添加剂加到饲料中，占总消耗量的 10%，随
维生素C的发酵生产工艺
组员：刘娜 刘祥玲 刘园园 孟祥升 罗标 马子祥 潘双斌 钱红亚 茆昌霆 强玉根
1 2
维生素C的市
目
CONTENTS
场应用前景
录
3
•维生素C的工 艺流程
4
发酵法比较
维生素C简介
一．课堂回顾 二．课外链接
课堂回顾
自我介绍
我叫维生素C
（ Vitamin C ),又称L-抗坏血酸， 化学名称为3-氧代-L-古龙糖酸呋 喃内酯
（1）食物缺乏新鲜果蔬，偏食挑食者。 （2）慢性疾病，严重外伤患者。
（3）消化功能紊乱，长期腹泻者。
（4）生活不规律，或压力过大，抽烟酗酒等。期
服用某些特定药物、如雌激素、肾上腺皮质激素、 四环素、降钙素、阿司匹林、矿物油等人群。
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维生素C的市场应用前景
1.在食品中应用广泛 维生素富含抗氧化作用和含自由基消除剂，可以
（3-oxo-L-gulofuranolactone)。
结构:
维生素C分子中有2个手性碳原子，存 在4种旋光异构体，但只有L-(+)型活性最高， 其他3种临床效果很低或无活性。
维生素C的物理性质
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。


控制pH6.7-7.9
采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法，来提高产物的浓度
注意事项及“三废”处理

步骤 粗品（85%）真空干燥（50-55℃，20-30min）


除去挥发性杂质（盐酸、丙酮）
投入热水（68-70 ℃）中溶解 加入活性炭搅拌5-10min
保温压滤
结晶罐中降温至45-50 ℃ 加入晶种，缓慢冷却至-2 ℃，结晶 晶体离心甩滤，冰乙醇洗涤 甩滤，低温干燥（43-45 ℃，1.5h） 得精制维生素C
2） 2-酮-L-古龙酸的微生物发酵 菌种 菌种活化、分离、混合培养 移入三角瓶种液培养基， 29-33℃ 振
荡培养24h 产酸量在 6-9mg/mL ， pH 降至 7 以下， 镜检正常无杂菌 发酵部分 一级种子罐加料：控温 29-30 ℃，压 强0.05MPa，pH6.7-7.0 二级种子罐培养：发酵终点：温度 31-33℃，pH7.2 ，残糖量<0.8mg/mL
的相对密度达1.2 出料

同样条件二次浓缩，至尽量干 加少量乙醇，冷却结晶 甩滤，冰乙醇洗涤 得2-酮基-L-古龙酸 反应条件及影响因素
反应条件及影响因素

山梨糖初浓度过高，将抑制菌体生长，使发酵收率降低 从生产角度考虑，保证尽可能高的酸度，需山梨糖初浓度越高越好 产酸前期应处于高溶氧浓度