1、1、維生素c，工藝原理，胡蕾1010010108，2，一、維生素C (Vitamin C VC )，維生素c又稱(chēng)抗壞血酸(Ascorbic acid )，呈白色粉末，無(wú)臭，味酸酸，還原性強(qiáng)VC是人體必需的水溶性維生素，也是抗氧化劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料等領(lǐng)域。 3、維生素的獲得方法、提取方法：從富含維生素的天然食物和藥用植物中濃縮、提取。 現(xiàn)在，采用提取法的只有極少數(shù)的維生素，如維生素a、e。 生物合成法：微生物發(fā)酵法和微藻的生物轉(zhuǎn)化法，現(xiàn)在發(fā)展很快。 化學(xué)合成法：目前生產(chǎn)維生素的主要方法。4、2、現(xiàn)在的合成方法、5、1、萊氏法、1933年瑞士化學(xué)家萊齊特等用化學(xué)合成方法合成維生素c，也

2、稱(chēng)為萊氏法。 該方法主要以D-山梨醇為原料，是最先生產(chǎn)維生素c的方法，也是國(guó)外采用的方法。 工序是作為D-山梨糖醇、L-山梨糖醇、黑菌醋的發(fā)酵氧化、二丙酮-L-山梨糖醇、丙酮、發(fā)酵硫酸、二丙酮-2-酮-L-古龍酸鈉、次氯酸的中間生成物的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一直在國(guó)外生產(chǎn)維生素c的重要大量有機(jī)溶劑的使用容易引起環(huán)境污染等，萊氏法的優(yōu)缺點(diǎn)，7，2，微生物發(fā)酵合成法，d山梨醇途徑l山梨醇途徑l -葡萄糖酸途徑28，3，二階段發(fā)酵法的生產(chǎn)技術(shù)，6個(gè)不同途徑最終以2-on-l -古龍酸為最終產(chǎn)物其中只有第二條實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，這是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的兩步發(fā)酵法。 兩步發(fā)酵技術(shù)是中國(guó)科學(xué)院微生物研究所和北京制藥公司于

3、1975年共同發(fā)明的，該方法進(jìn)一步發(fā)展了維生素c的生產(chǎn)，是目前唯一應(yīng)用于維生素c工業(yè)生產(chǎn)的微生物轉(zhuǎn)化法。 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，三廢污染少等。 有什么好處呢？ 1985年轉(zhuǎn)讓給世界上維生素最多的企業(yè)瑞士霍夫曼羅制藥公司。 9、(1)兩步發(fā)酵法生產(chǎn)維生素c的工藝，主要分為發(fā)酵、提取、轉(zhuǎn)化、純化4個(gè)工藝。 總工序：第一步：D-葡萄糖，D-山梨糖醇，H2催化劑，L-山梨糖醇，黑醋酸菌，第二步：L-山梨糖醇，2-on-l -。 發(fā)酵液、2、萃?。荷锨逡?、離子交換、加熱凝聚、離心過(guò)濾、濾液、二次離子交換、濃縮、結(jié)晶、干燥、古龍酸脫轉(zhuǎn)化活性炭、熱脫離子水、過(guò)濾、結(jié)晶、離心過(guò)濾、母液回收、真空干燥、過(guò)篩

4、包裝、維c制品、4 .精制、12、4、菌種的制備及種子的其主要特征為細(xì)胞橢圓至短棒狀、革蘭氏染色陽(yáng)性、芽胞大小為(0.510.8 ) umx (1.0-2.2 ) um。 端生草根鞭毛運(yùn)動(dòng)，菌落邊緣整介，顯微淡褐色。 最適合生長(zhǎng)的溫度為34l，氧化D-山梨醇的發(fā)酵收率可以在98以上。2一級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)：種子培養(yǎng)基成分為山梨糖醇20、酵母膏0.7、碳酸鈣0.15%、無(wú)機(jī)鹽溶液0.4。 其中無(wú)機(jī)鹽溶液的組成為MgSO47H2O1.25g100 mL、(NH4)H2PO475g100mL、KH2PO45g100mI、k2so41.25g100ml.ph6.7、121、321 玉米淀粉0.1、復(fù)合維生

5、素B 0.001、山梨糖醇濃度根據(jù)需要該氧化反應(yīng)的氧消耗量大，因此要求通氣比在1:1VVM以上。 即使在通氣量大且攪拌轉(zhuǎn)速高的條件下，發(fā)酵至4h后溶解氧濃度也會(huì)急劇下降，接近零。 到了10h左右才恢復(fù)。 溶解氧濃度達(dá)到最高點(diǎn)，成為水平直線時(shí)，表示其反應(yīng)達(dá)到了終點(diǎn)。 d -山梨醇到l -山梨醇的生物轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上。 發(fā)酵液在低溫60下滅菌20min，冷卻至30，作為第二階段發(fā)酵的原料。 的雙曲馀弦值。 13、(2)、第二段發(fā)酵法、1、菌種：第二段發(fā)酵中使用的菌種是由大、小兩株細(xì)菌組成的混合菌種。 小菌為氧化葡萄糖酸桿菌(Gluconobacter Oxydans )，大菌采用巨大芽胞桿菌(

6、Bacillus megateriam )，可稱(chēng)為2980菌。 或者被稱(chēng)為芽孢桿菌(芽孢桿菌)、152菌、芽孢桿菌(芽孢桿菌)、169菌。 也可以混合培養(yǎng)其他桿菌和小菌。 但工業(yè)上使用最多的是2980和152菌的混合菌。 二級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)：種子培養(yǎng)基成分為酵母膏0.3%、牛肉膏0.3%、玉米淀粉0.3%、蛋白胨1.0%、尿素0.1%、山梨糖2.0%，再加入無(wú)機(jī)鹽。 ph6.7、121、30min滅菌。 3 .第二階段發(fā)酵培養(yǎng)：發(fā)酵液的培養(yǎng)成分為玉米淀粉0.5%、尿素0.1%、無(wú)機(jī)鹽和山梨糖。 第二階段發(fā)酵為混合菌種發(fā)酵。 由于大、小菌兩者的最佳培養(yǎng)條件不同，因此適宜操作的條件是大、小菌兩者兼顧

7、。 通常的工作溫度是30，初期pH被抑制在6.8左右。 該反應(yīng)是氧化反應(yīng)，但耗氧量并不太大。 氣升式發(fā)酵槽非常適合這個(gè)發(fā)酵過(guò)程。 溶解氧濃度為20%即可。 山梨糖的初期濃度對(duì)生成物的生成有很大影響。 間歇發(fā)酵時(shí)的初期山梨糖濃度超過(guò)80g/L時(shí)，會(huì)抑制生成物。 因此，為了得到最高濃度2KGA，需要高濃度山梨糖流加發(fā)酵方式。 采用基于數(shù)學(xué)模型的流加控制策略，可得到高濃度的2KGA，二步收率可達(dá)83%。14、5、發(fā)酵工藝中的部分設(shè)備，1、機(jī)械攪拌罐：第一階段發(fā)酵采用機(jī)械攪拌發(fā)酵槽。 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵槽，利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和醅液充分混合使醅液溶解氧氣，確保微生物生長(zhǎng)、繁殖、代謝所需的氧氣。

8、2、氣升式發(fā)酵罐：第二階段發(fā)酵采用氣升式發(fā)酵罐。 反應(yīng)器內(nèi)沒(méi)有攪拌器，其中央有導(dǎo)向筒，將發(fā)酵液分為上升區(qū)域(導(dǎo)向筒內(nèi))和下降區(qū)域(導(dǎo)向筒外)，在上升區(qū)域的下部安裝空氣噴嘴或環(huán)型空氣分布管，在空氣分布管的下方有多個(gè)噴孔。 反應(yīng)溶液分布均勻，基質(zhì)和溶解氧均勻分散，基質(zhì)在發(fā)酵槽內(nèi)各處的濃度均勻，溶解氧均勻。15、6無(wú)菌空氣的配制，微生物在生產(chǎn)過(guò)程中需要氧氣，需要通風(fēng)。 但是，空氣是氧、二氧化碳、氮等的混合物，其中有水蒸氣和浮游的塵埃，含有各種微粒子、塵埃、微生物。 這需要對(duì)空氣嚴(yán)格滅菌，在無(wú)菌狀態(tài)下使用。 1、空氣預(yù)處理和設(shè)備： (1)采風(fēng)塔在工廠上風(fēng)，高度10m左右，設(shè)定流速8m/s。 可以建在高

9、壓室的屋頂上。 (2)粗過(guò)濾器安裝在空壓機(jī)的吸入口前面，作為正面過(guò)濾器。 它能捕獲空氣中的大灰塵，保護(hù)壓縮機(jī)，減輕總過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)，發(fā)揮一定的除菌作用。 介質(zhì)為泡沫塑料(平板型)或無(wú)紡布(折疊式)，流速為0.1-0.5m/s。 要求阻力小，灰容量大。 (3)空氣壓縮機(jī)的作用是供給空氣流動(dòng)的動(dòng)力。常用往復(fù)式、螺旋式、渦輪式空壓機(jī)。 (4)儲(chǔ)氣罐可消除壓縮空氣的脈動(dòng)，用于往復(fù)式空壓機(jī)。 螺旋式和渦輪式空壓機(jī)可以通過(guò)供給均勻的連續(xù)空氣而省略。 設(shè)置在氣壓站附近。 (5)冷卻器空氣壓縮機(jī)出口氣溫一般為120，必須冷卻。 在潮濕的季節(jié)進(jìn)行除濕。 空氣冷卻器的傳熱系數(shù)為105W/(m2)。 采用2行程或4行

10、程結(jié)構(gòu)，2段串聯(lián)使用。 第一級(jí)循環(huán)水被冷卻，第二級(jí)低溫水9被冷卻。 設(shè)置在發(fā)酵工廠的外面。 壓縮空氣每通過(guò)1m管道，溫度就會(huì)下降0.5-1.0。 16、2、空氣凈化、a、二級(jí)冷卻、加熱除菌工藝特別適用于濕潤(rùn)地區(qū)，17、b、冷熱空氣直接混合式空氣除菌工藝適用于中濕含量地區(qū)，不適用于空氣濕含量高的地區(qū)，18、c、高效前置過(guò)濾空氣除菌工藝無(wú)菌度高2 .牙齦3 .預(yù)防動(dòng)脈硬化：促進(jìn)膽固醇排泄，防止膽固醇沉積在動(dòng)脈內(nèi)壁，可以溶解沉積的粥樣斑塊。 4 .抗氧化劑：可保護(hù)維生素a、維生素e、不飽和脂肪酸等其他抗氧化劑，防止自由基對(duì)人體的損傷。 5、貧血治療：將難以吸收利用的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，促進(jìn)腸道鐵吸收，提高肝臟鐵利用率，有利于治療缺鐵性貧血。 6 .提高人體免疫力：白細(xì)胞含有豐富的VC，機(jī)體感染時(shí)白細(xì)胞內(nèi)的VC急劇減少。 VC能增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的趨化性和變形能力，提高殺菌能力。 天然維生素c :真正純天然維生素c來(lái)源于新