维生素B2与发酵

生产流程：
培养基
菌种
斜面
水
（种子培养） 种子培养基
孢子悬液
种子液
28±1 二级种子培养 ℃
(发酵) 30±1 ℃， 160h
二级种子液
20h
发酵液
30±1 ℃， 30~40h
控制注意问题
• 种子扩大培养和发酵的通气量要求均比较高，通气比 一般在1.0，罐压0.05 MPa左右，搅拌功率要求比较 高。 • 阿氏假囊酵母的最适生长温度在28~30 ℃，种子培养 34~38h后接入发酵罐，发酵培养40h后开始连续流加 补糖，发酵液的pH值控制在5.4~6.2,发酵周期为 150~160h。 • 高浓度的葡萄糖和果糖作碳 源进行核黄素发酵时，可 产生碳分解代谢产物阻遏，引起碳源的溢流代谢，产 生大量有机酸等副产物．对核黄素合成不利。
菌种缺点
• 然而在利用棉囊阿舒氏酵母、解朊假丝酵 母和阿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。
解决方法
• 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
下面介绍阿氏假囊酵母生产维生素B2
（1）维生素B2的发酵生产一般采用三级发 酵形式。发酵培养基中常用的碳源是葡萄 糖。培养基中常用的氮源有蛋白胨、鱼粉 、骨胶等有机氮源。
• 维生素B2的微生物发酵生产采用三级发酵法。 • 将在25℃培Βιβλιοθήκη Baidu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）。
发酵中的注意事项
• 整个过程应必须严格控制无菌环境。 • 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。
• 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。
• 用发酵罐进行高温灭菌时要注意夹套里是 否注水，否则会严重损坏发酵罐。 • 发酵过程中要严密注意PH的变化。 • 溶氧的大小能直接反应发酵罐内残糖的利 用情况。 • 发酵后期需要加压来维持氧浓度。
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。
• 由一级种子到二级种子，逐级扩大培养。 • 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。
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• 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。
• 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。
解除分解代谢产物阻遏效应的方法目前主要有两种： • １）在发酵中采用流加的 方式，通过在发酵过程中 按一定控制策略将碳源流加到发酵液中，使葡萄糖 可以 维持较低的浓度，从而可以解除分解代谢产物 阻遏的影响； • ２）也可以采用诱变、 基因工程等技术改造菌种， 获得新的菌株来解除分解代谢产物阻遏的影响。 • 促进剂：DL-甲硫氨酸，生物素等
• 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。
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 阿舒氏假囊酵母Eremothecium ashbyii 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis 产氨棒状杆菌Corynebactiaaminogensis
化学结构式
维生素B2的显微照片
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 • • • •
三、维生素B2的发酵
维生素B2与发酵
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6.7-二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 破坏。
性质
核黄素为橙黄色结晶化合物，溶于水，但溶解 度很低，水溶液呈现黄绿色荧光 核黄素对热稳定，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