Ⅰ 两步发酵法生产维生素C的特点
制药成本大大降低,原料用量减少,生产安全性增强。
细述如下。
两步发酵法是相对莱氏法而言的,即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2一氧代古洛糖酸,而废除了丙酮化和化学氧化两个步骤。反应过程为葡萄糖催化加氢制山梨醇,山梨醇经发酵生成L-山梨糖,再经第二步发酵到2-氧代古洛糖酸。
现将1983年的两步发酵法与莱氏法进行同等生产规模的经济指标比较,其优缺点如下:
(1)原料消耗 两步发酵法原料总单耗比莱氏法减少31.2%。
(2)成本 两步发酵法原料成本比莱氏法降低了23.3%,工厂成本降低了3.6%。
(3)质量 差别不大,在外观、含量、烘烤消光值、分解点、细度等主要控制项目上,两步发酵法略优;但在加速破坏试验中,莱氏法产品稳定性较好。
(4)能耗 两步发酵法比莱氏法高出15%。
(5)总收率(对山梨醇) 莱氏法比两步发酵法高出10%左右,主要原因是第二步微生物氧收率仍较低。
(6)安全 两步发酵法由于革除了丙酮、苯(或甲苯)、氯气等大量易燃易爆或有毒的化工原料,有利于安全生产。
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一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。
除上述两大生产路线之外,还有以下合成方法的报道:(l)葡萄糖三步法,此法步骤较少,但收率低,丙酮用量大,且需用价格昂贵的棚氢化钠和铂;(2)葡萄糖醛酸内酯法;(3)5-氧代葡萄糖酸钙法;(4)2,5-二氧代-D-葡萄糖酸法;(5)利用生物技术,采用重组DNA技术,构成工程菌,实现从葡萄糖到2-氧代-L-古洛糖酸的一步发酵。该技术是目前的研究热点。
Ⅱ 微生物的功与过
微生物的分布很广泛,虽然它们对人类的生产生活有一定的积极作用,但它们也常常使工业器材受到腐蚀,使食品及原料腐败和变质,甚至以食物作媒介引起人体中毒、染病、致癌和死亡。
1 、微生物的作用
1.1 微生物在物质循环中的作用
在生物圈内的物质循环过程中,以异样型微生物为主的分解者,在有机物的矿质化过程中有着不可替代的作用,它于生产者一起共同推动着生物内的物质循环,使生态系统保持平衡。例如,在碳素循环中,地球上 90% 的 co 2 是由微生物的生命活动产生的;在氮素循环中,固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活动;在磷和硫的循环中同样也需要各种微生物的活动。
1.2 微生物与污水处理
工业迅猛发展的同时也给人们带来了一定的环境污染。在众多的污水、废水处理方法中,生物学的处理方法因具有经济方便、效果好的突出优点而被广泛应用。在污水的生物学处理过程中,微生物起着特别重要的作用,它们能将水体中的含碳有机物分解成 CO 2 、 H 2 s 、 CH 4 等气体;将含氮有机物分解成氨、硝酸、亚硝酸和氮;能使汞、砷等对人类有毒的重金属盐在水体中进行转化,以便于回收或除去,使许多病原性寄生生物常因与环境不适而死去。
1.3 有益于人体健康
人体肠道中含有很多种微生物,其中主要有大肠杆菌、产气杆菌、变形菌、粪产碱菌、产气荚膜梭菌、乳酸杆菌和螺旋体等。人体为这些微生物提供了良好的栖息场所,而这些细菌生活在肠道中能合成核黄素、维生素 B12 维生素 K 等多种维生素以及氨基酸以供人体吸收利用。
2 、微生物的污染
2.1 工业产品中的微生物
各种工业器材,如金属、仪表、电讯器材、绝缘材料和纺织品等,它们或含有一些可被微生物利用的成分,或因种种原因沾染了或多或少的有机物质,因此,都会受到微生物的侵蚀,使之老化变质。
2.1.1 铝及其合金制品受到微生物的侵蚀。例如,曾发生过飞机的油槽因受到牙枝霉、铜绿色假单胞菌和弧菌等的腐蚀而漏油。飞机机翼的内铝壁也受到上述微生物的侵蚀。钢铁及其制品因长期与水或土壤接触,受到铁细菌、硫细菌、硫酸还原细菌等的作用而腐蚀。电子设备、集成电路、绝缘材料等均可受到霉菌的侵蚀,由于霉菌的菌丝能导电,因此常能引起有关设备的失灵。
2.1.2 羊毛、棉纱、尼龙、聚制脂及其制品,也常受到微生物的侵蚀。污染漾奶、毛的微生物主要有铜绿色假单胞杆菌、微球菌、枯草杆菌、曲霉、青霉等。污染棉织品的主要是纤维素分解菌群的微生物。污染尼龙的有球二孢和红曲霉等。微生物不仅能使纤维及其制品变质,而且与人体健康密切相关。例如,微球菌能使人的头部生白斑,铜绿假单胞菌与支气管炎、咽炎和耳、鼻、眼的炎症有关。
2.1.3 玻璃及其制品和显微镜、望远镜及照相机等器材的光学部分在温暖潮湿的条件下,都会由于曲霉、青霉等的生长繁殖而受腐蚀。
2.2 农业产品中的微生物
粮、油原料极其制品,含有丰富的养分,它们是微生物的天然营养基地,如果其他条件适宜,霉菌、细菌、酵母菌等微生物就会迅速地繁殖起来。
2.2.1 肉、蛋、奶、水果和蔬菜等食品的表面都生活着很多的微生物,如果保存不当,常引起食品的变质和腐败。
2.2.2 罐头是人们保存食品的方法之一,但肉类罐头中存在着枯草杆菌、梭菌等菌群。由于芽孢的抗热性很强,在罐头制作过程中虽然经过了高温处理,而在一些肉类罐头中仍能检测出嗜热脂肪芽孢杆菌、耐热厌气性的腐败梭菌等,它们是造成罐头腐败的主要原因。
3 、防止微生物污染的措施
3.1 防止贮粮霉变和真菌霉素污染的措施是:入仓前应降低粮食的含水量,除去破损、色变和霉变的籽粒;入仓后应创设干燥、低温和缺氧的环境,使霉菌失去生长繁殖的条件。
3.2 工业器材的防腐问题,日益受到人们的重视。目前分别采用对人和动物安全性高的高效杀菌剂,选用抗微生物腐蚀性的材料及含抗菌物质的材料做成涂膜,使器材和微生物隔离,以防止微生物的危害。
FROM:http://www.hde.gov.cn/other/jxyj/zhongxue/word3/untitled.htm
Ⅲ 维生素C的两段发酵法步骤
两段发酵法是用另一发酵法代替Reichstein制造法制造DAKS的步骤。发酵的结果是另一种中间产物专2-酮基古龙酸(2-Keto-L-gulonic acid KGA)。属最后将KGA转化为维生素C的方法与Reichstein制造法类似。