维生素C的生产

3．2,3,4,6-双丙酮基-L-山梨糖（双丙酮糖）的制备 山梨糖（酮式）经过互变异构转变成环式山梨糖，再 与两分子丙酮反应，将其结构中2,3-位羟基及4,6-位羟基保 护起来，生成2,3,4,6-双丙酮基-L-山梨糖。
工艺过程 生产中的配料比为L-山梨糖：丙酮：发烟 硫酸：氢氧化钠：苯=1:9:0.4:0.6:6（摩尔比）。将 丙酮、发烟硫酸在5℃以下压至溶糖罐内，加入山梨 糖，在15~20℃下溶糖6h后再降温至-8℃，保持 6~7h得酮化液。然后在温度不超过25℃时酮化液中 加入18%~22%氢氧化钠溶液中，调节pH至8.0~8.5。 下层硫酸钠用丙酮洗涤，回收单丙酮糖；上层清液 蒸馏至100℃后，减压蒸馏至约90℃为终点，再用 苯提取蒸馏后的剩余溶液，然后减压蒸馏苯液得丙 酮糖。
第三节 生产工艺过程
莱氏法维生素C生产工艺过程
1．D-山梨醇的制备 山梨醇是葡萄糖在氢作还原剂，镍作催化剂的条件 下，将葡萄糖醛基还原成醇羟基而制得的。
工艺过程 将水加热至70~75℃，在不断搅拌下逐渐加 入葡萄糖至全溶，制成50%葡萄糖水溶液，再加入活性炭 于75℃，搅拌10min，滤去炭渣，然后用石灰乳液调节滤 液pH8.4，备用。当氢化釜内氢气纯度≥99.3%，压强 >0.04Mpa时可加入葡萄糖滤液，同时在触媒槽中添加活性 镍，利用糖液冲入釜内，以碱液调节pH为8.2~8.4，然后 通蒸汽并搅拌。当温度达到120~135℃时关蒸汽，并控制 釜温在150~155℃，压强在3.8~4.0MPa。取样化验合格后， 在0.2~0.3MPa压强下压料至沉淀缸静置沉淀，过滤除去催 化剂，滤液经离子交换树脂交换，活性炭处理，即得D-山 梨醇。
体——2-酮基-L古龙酸（2-Keto-L-gulonic acid，简称2-KGA）。为了保护
山梨糖C6位伯醇基不被氧化，就须在酸性条件下先用丙酮处理L-山梨糖， 形成双丙酮衍生物后再进行氧化；氧化后还必须水解生成2-酮基-L-古龙酸 （不稳定，难分离出），再经转化而得维C。
两步发酵法
以氧化葡萄糖酸杆 (Glnanobacter oxydans) 为主要产酸菌，以条纹 假 单 孢 杆 菌 （Pseudomonas striata） 为伴生菌的自然组合菌 株，将 L- 山梨糖继续氧 化成维C的前体——2-酮 基 -L- -2-酮基-古龙酸（双丙酮古 龙酸）的制备
用次氯酸钠将2,3,4,6-双丙酮基-L-山梨糖氧化成 2,3,4,6-双丙酮基-L-2-酮基古龙酸钠，再用浓盐酸酸化即得 2,3,4,6-双丙酮基-L-2-酮基-古龙酸。
工艺过程 ①次氯酸钠的制造 次氯酸钠性质不稳定，久置易分解失去 氧化性，所以需新鲜配制。在35℃下将14.5%~15.5%氢氧 化溶液搅拌通入液氯，以有效氯浓度9.5%~9.7%，余碱浓 度2.8~3.2%为终点。 ②双丙酮糖的氧化 配料比为双丙酮糖：次氯酸钠：硫酸镍 =1：10：0.04(摩尔比)。将次氯酸钠、双丙酮糖及硫酸镍 在温度40℃保温搅拌30min，然后静止片刻，抽滤。滤液 冷至0~5℃时，用盐酸中和，分三段进行：pH7，pH3， pH1.5。甩滤，冷水洗，再甩滤1h，即得2，3，4，6-双丙 酮基-L-2-酮基-古龙酸结晶。
2．L-山梨糖的制备 经过黑醋菌的生物氧化，可选择性地使D-山梨醇的2位 羟基氧化成酮基，即得L-山梨糖。
工艺过程：
①菌种部分 将黑醋菌保存于斜面培养基中，每月传代一次， 保存于0~5℃冰箱内。以后菌种从斜面培养基移入三角瓶种 液培养基中，在30~33℃振荡培养48h，合并入血清瓶内，糖 量在100mg/ml以上，镜检菌体正常，无杂菌，可接入生产。 ②发酵部分 种子培养分为一、二级种子罐培养，都以质量浓 度为16%~20%的D-山梨醇投料，并以玉米浆、酵母膏、泡 敌、碳酸钙、复合维生素B、磷酸盐、硫酸盐等为培养基。 30~340C ，通入无菌空气（1VVM），并维持罐压 0.03~0.05MPa进行一、二级种子培养。当一级种子罐产糖 量大于50mg/ml（发酵率达40%以上），二级种子罐产糖量 大于70mg/ml（发酵率在50%以上），菌体正常，即可移种。
发酵罐部分是以20%左右D-山梨醇为投料浓度，另以 玉米浆、尿素为培养基，在pH5.4~5.6，灭菌消毒冷却后， 按接种量为10%接入二级种子培养液。在31~34℃，通入 无菌空气（0.7VVM），维持罐压0.03~0.05Mpa等条件下 进行培养。当发酵率在95%以上，温度略高（31~33℃）、 pH在7.2左右，糖量不再上升时即为发酵的终点。 ③后处理部分 将发酵液过滤除去菌体，然后控制真空度在 0.05MPa以上，温度在60℃以下，将滤液减压浓缩结晶即 得L-山梨糖。
陈代谢，增加机体对感染的抵抗力。其结构式为： 性质：维生素C是一种白色或略带淡黄色的 结晶或粉末，无臭、味酸、遇光色渐变深， 水溶液显酸性。易溶于水，略溶于乙醇，不 溶于乙醚、氯仿和石油醚等有机溶剂。水溶 液在pH为5~6之间稳定，若pH值过高或过 低，并在空气，光线和温度的影响下，可促 使内酯环水解，并可进一步发生脱羧反应而 成糠醛，聚合易变色。
第二节
莱氏法
合成原理
德 国 的 莱 奇 登 （ Reichstein ） 等 人 以 D- 山 梨 醇 为 原 料 ， 经 黑 醋 菌 （Acetobacter Melanogenum）一步发酵得L-山梨糖，将此糖在酸性条件
下，经丙酮酮醇缩合，得双丙酮糖，再经次氯酸钠（或高锰酸钾）氧化得
双丙酮-2-酮-L-古龙酸，再将后者水解去丙酮后经盐酸转化得维生素C。 这种方法用强氧化剂将L-山梨糖在4位的仲醇基氧化生成维C的重要前
学习目标
了解维生素C的性质及生物合成工艺原 理； 熟悉莱氏法生产维生素C的生产工艺； 掌握两步发酵法生产维生素C的生产工 艺。
第一节 概述
应用:维生素C（Vitamin C，VC）又名抗坏血酸，化学名称 为L-2,3,5,6-四羟基-2-己烯酸-γ-内酯。是人体不可缺少的要
素，维生素C是细胞氧化-还原反应中的催化剂，参与机体新