维生素发酵生产课件.ppt
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- 维生素 发酵 生产 课件
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1、维生素发酵生产维生素是一类性质各异的低分子有机化合物,是维持人体正常生理生维生素是一类性质各异的低分子有机化合物,是维持人体正常生理生化功能不可缺少的营养物质。化功能不可缺少的营养物质。一、维生素的分类一、维生素的分类维生素可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。维生素可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素脂溶性维生素名称名称学名及俗名学名及俗名生物作用生物作用维生素维生素A族族视黄醇视黄醇抗干眼病抗干眼病维生素维生素D2麦角钙化醇麦角钙化醇抗软骨病抗软骨病维生素维生素D3胆钙化醇胆钙化醇抗软骨病抗软骨病维生素维生素E族族生育酚生育酚抗不育抗不育维生素维生素F族族亚油酸,亚麻酸,
2、花生四烯酸亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸降胆固醇及防血栓降胆固醇及防血栓维生素维生素K族族叶绿醌,合欢醌,叶绿醌,合欢醌,甲基萘醌甲基萘醌抗出血抗出血水溶性维生素水溶性维生素名称名称学名及俗名学名及俗名生物作用生物作用维生素维生素B1硫胺素硫胺素抗神经类抗神经类维生素维生素B2核黄素核黄素抗口角溃疡,唇炎抗口角溃疡,唇炎维生素维生素B3族族(维生素(维生素PP)烟酸,烟酰胺烟酸,烟酰胺抗糙皮病抗糙皮病维生素维生素B5泛酸泛酸抗癞皮病抗癞皮病维生素维生素B6族族吡哆醇,吡哆醛,吡哆胺吡哆醇,吡哆醛,吡哆胺抗皮炎抗皮炎维生素维生素B9族族叶酸,黄嘌呤,赤嘌呤,蝶酸等叶酸,黄嘌呤,赤嘌呤,蝶酸等抗恶性贫
3、血抗恶性贫血维生素维生素B12钴胺素,氰钴氨素,羟钴胺素等钴胺素,氰钴氨素,羟钴胺素等抗恶性贫血抗恶性贫血维生素维生素B13乳清酸乳清酸抗早衰抗早衰维生素维生素BTL L肉碱肉碱营养强化剂营养强化剂维生素维生素C抗坏血酸抗坏血酸抗坏血病抗坏血病维生素维生素H(维生素(维生素B8)生物素生物素抗毛发脱落及脂肪抗毛发脱落及脂肪代谢混乱代谢混乱二、维生素的生产方法二、维生素的生产方法生产维生素的方法有三种:提取法,化学合成法,生物合成法。生产维生素的方法有三种:提取法,化学合成法,生物合成法。l提取法是从富含维生素的天然食物或药用植物中浓缩、提取而得。提取法是从富含维生素的天然食物或药用植物中浓缩、
4、提取而得。目前只有极少数得维生素采用提取法。如维生素目前只有极少数得维生素采用提取法。如维生素A原、维生素原、维生素E等。等。l化学合成法是目前生产维生素得主要方法。化学合成法是目前生产维生素得主要方法。l微生物发酵法和微藻类的生物转化法(统称生物合成法)发展非常微生物发酵法和微藻类的生物转化法(统称生物合成法)发展非常快。快。脂溶性维生素工业生产状况脂溶性维生素工业生产状况维生素类别维生素类别化学合成法化学合成法提取法提取法生物合成法生物合成法世界产量世界产量/(吨(吨/年)年)细菌细菌真菌真菌藻类藻类维生素维生素A2500维生素维生素D2维生素维生素D325维生素维生素E6800维生素维生
5、素F1000维生素维生素K22水溶性维生素工业生产状况水溶性维生素工业生产状况维生素类别维生素类别化学合成法化学合成法提取法提取法生物合成法生物合成法世界产量世界产量/(吨(吨/年)年)细菌细菌真菌真菌藻类藻类维生素维生素B12000维生素维生素B22000维生素维生素B3()()8500维生素维生素B5维生素维生素B61600维生素维生素B8()()3维生素维生素B9300维生素维生素B1210维生素维生素B13100维生素维生素C70000三、维生素三、维生素C生产工艺生产工艺1. 维生素维生素C的合成方法的合成方法维生素维生素C的合成方法主要有莱氏化学合成法和微生物发酵合成法两种。的合成
6、方法主要有莱氏化学合成法和微生物发酵合成法两种。(1)莱氏化学合成法)莱氏化学合成法1933年德国年德国Reichstein等人首先用化学合成法制取维生素等人首先用化学合成法制取维生素C获得成功。获得成功。至今许多国家仍采用此方法或采用改进的莱氏法进行工业生产。至今许多国家仍采用此方法或采用改进的莱氏法进行工业生产。该方法以该方法以D山梨醇作原料,需经四大步反应,才能得到维生素山梨醇作原料,需经四大步反应,才能得到维生素C产品。产品。a. D-山梨醇经黑醋菌(山梨醇经黑醋菌(Gluconobacter melagenus)发酵得)发酵得L-山梨糖;山梨糖;b. L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮山
7、梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇;山梨醇;c. 二丙酮二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮山梨醇氧化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸钠,古龙酸钠,再经酸化得二丙酮再经酸化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸;古龙酸;d. 二丙酮二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸经转化得维生素古龙酸经转化得维生素C。(1)莱氏化学合成法)莱氏化学合成法a. D-山梨醇经黑醋菌(山梨醇经黑醋菌(Gluconobacter melagenus)发酵得)发酵得L-山梨糖;山梨糖;b. L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇;山梨醇;c. 二丙酮二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮山梨醇氧化得二丙酮-2-酮酮-
8、L-古龙酸钠,古龙酸钠,再经酸化得二丙酮再经酸化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸;古龙酸;d. 二丙酮二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸经转化得维生素古龙酸经转化得维生素C。(1)莱氏化学合成法)莱氏化学合成法a. D-山梨醇经黑醋菌(山梨醇经黑醋菌(Gluconobacter melagenus)发酵得)发酵得L-山梨糖;山梨糖;b. L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇;山梨醇;c. 二丙酮二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮山梨醇氧化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸钠,古龙酸钠,再经酸化得二丙酮再经酸化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸;古龙酸;d. 二丙酮二丙酮-2-酮酮-
9、L-古龙酸经转化得维生素古龙酸经转化得维生素C。(1)莱氏化学合成法)莱氏化学合成法a. D-山梨醇经黑醋菌(山梨醇经黑醋菌(Gluconobacter melagenus)发酵得)发酵得L-山梨糖;山梨糖;b. L-山梨糖和丙酮反应制得二丙酮山梨糖和丙酮反应制得二丙酮-L-山梨醇;山梨醇;c. 二丙酮二丙酮-L-山梨醇氧化得二丙酮山梨醇氧化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸钠,古龙酸钠,再经酸化得二丙酮再经酸化得二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸;古龙酸;d. 二丙酮二丙酮-2-酮酮-L-古龙酸经转化得维生素古龙酸经转化得维生素C。(1)莱氏化学合成法)莱氏化学合成法改进莱氏法(碱转化)改进莱氏法(碱
10、转化)(2)微生物发酵合成法)微生物发酵合成法D-山梨醇途径山梨醇途径L-山梨糖途径山梨糖途径L-艾杜糖酸途径艾杜糖酸途径2-酮酮-D-葡萄糖酸途径葡萄糖酸途径2,5-二酮二酮-D-葡萄糖酸途径葡萄糖酸途径2-酮酮-L-古龙酸途径古龙酸途径从葡萄糖出发,采用微生物发酵合成维生素从葡萄糖出发,采用微生物发酵合成维生素C,有,有以下六种合成途径:以下六种合成途径:六种合成途径之间既有联系又有区别。六种合成途径之间既有联系又有区别。六条不同的微生物发酵合成途径最终都是以六条不同的微生物发酵合成途径最终都是以2-酮基酮基-L-古龙酸古龙酸(简称(简称2KGA)为最终产物,再经化学转化合成维生素)为最终
11、产物,再经化学转化合成维生素C。在这六条合成途径中,只有第二条途径已实现了工业化生产。在这六条合成途径中,只有第二条途径已实现了工业化生产。此即为我国自行开发的此即为我国自行开发的二步发酵法。二步发酵法。2. 二步发酵法生产工艺二步发酵法生产工艺优点:制备工艺简单,生产周期短和优点:制备工艺简单,生产周期短和“三废三废”污染少等。污染少等。1985年转让给世界上生产维生素最大企业瑞士霍夫曼年转让给世界上生产维生素最大企业瑞士霍夫曼 罗氏制药公司。罗氏制药公司。我国医药工业史上首次出口技术。我国医药工业史上首次出口技术。二步发酵法生产工艺有酸转化工艺和碱转化工艺两种。二步发酵法生产工艺有酸转化工
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