维生素是人体生命活动必需的要素,主要以辅酶或辅基的形式参与生物体各种生化反应。维生素在医疗中具有重要作用,如维生素B族用于治疗神经炎、角膜炎等多种炎症,维生素D是治疗佝偻病的重要药物等。此外,维生素还应用于畜牧业及饲料工业中。
维生素的生产多采用化学合成法,后来人们发现某些微生物可以完成维生素合成中的某些重要步骤,在此基础上,化学合成与生物转化相结合的半合成法在维生素生产中得到了广泛应用。目前,可以用发酵法或半合成法生产的维生素有维生素C、维生素B2、维生素B12、维生素D,以及β-胡萝卜素等。
维生素C又称抗坏血酸,能参与人体内多种代谢过程,使组织产生胶原质,影响毛细血管的渗透性及血浆的凝固,刺激人体造血功能,增强机体的免疫力。另外,由于它具有较强的还原能力,可作为抗氧化剂,已在医药、食品工业等方面获得广泛应用。维生素C的化学合成方法一般指莱氏法,后来人们改用微生物脱氢代替化学合成中L-山梨糖中间产物的生成,使山梨糖的得率提高1倍,我国进一步利用另一种微生物将L-山梨糖转化为2-酮基-L-古龙酸,再经化学转化生产维生素C,称为两步法发酵工艺。这种方法使得维生素C的产量得到大幅度提高,简单介绍如下。(www.xing528.com)
第一步,发酵是生黑葡萄糖酸杆菌或弱氧化醋酸杆菌经过二级种子扩大培养,种子液质量达到转种液标准时,将其转移至含有山梨醇、玉米粉、磷酸盐、碳酸钙等组分的发酵培养基中,在28℃~34℃下进行发酵培养。在发酵过程中可采用流加山梨醇的方式,其发酵收率达95%,培养基中山梨醇浓度达到25%时也能继续发酵。发酵结束,发酵液经低温灭菌,得到无菌的含有山梨糖的发酵液,作为第二步发酵的原料。
第二步,发酵是氧化葡萄糖酸杆菌和条纹假单胞杆菌经过二级种子扩大培养,种子液达到标准后,转移至含有第一步发酵液的发酵培养基中,在28℃~34℃下培养60~72 h。最后将发酵液浓缩,经化学转化和精制获得维生素C。
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