7产维生素C的前体2-酮基-L-古龙酸研究进展
响应面法优化Vc二步发酵新菌系产2-酮基-L-古龙酸的培养基
响应面法优化Vc二步发酵新菌系产2-酮基-L-古龙酸的培养基徐婷婷;高明;吕淑霞;于晓丹;张忠泽;陈宏权【摘要】The ability of Bacillus pumiliu HJ-04 to promote the production of vitamin C (VC) precursor, 2-kelo-L-gulonic acid (2-KCA) , by 2-KCA-prodncing strain is stronger than industrial Bacillus megaltrium B2980 aa associated bacteria in second step of two-step VC fermentation. Six factors that affected the 2-KCA production by new strains system were analyzed and optimized adopting single factor test, Plackett-Burman (PB) design, and Box-Behnken design. The results indicated that L-sorbose, urea, and com syrup were the noticeably influencing factors. The optimum acid-producing condition were 94.95 g/L of L-sorbose, 11.99 g/L of urea, 14.13 g/L of corn syrup. The acid production increased by 12. 31 mg/mL, and the production period shortened by 6 hours after the optimization.%以短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)HJ-04作为维生素C二步发酵第2步中的伴生菌,促进产酸菌产维生素C(Vitamin C,Vc)前体2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid,2-KGA)的能力强于工业生产用菌株巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium) B2980.采用单因素试验、Plackett-Burman(PB)试验及Box-Behnken试验对影响新菌系发酵产2-KGA的6个因素进行分析优化.结果表明,L-山梨糖、尿素、玉米浆为显著影响因子.最佳产酸条件为L-山梨糖94.95 g/L,尿素11.99 g/L,玉米浆14.13g/L.优化后产酸量提高12.31 mg/mL,产酸周期缩短6h.【期刊名称】《微生物学杂志》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】7页(P47-53)【关键词】维生素C二步发酵;2-酮基-L-古龙酸;短小芽胞杆菌;条件优化【作者】徐婷婷;高明;吕淑霞;于晓丹;张忠泽;陈宏权【作者单位】沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁沈阳110866;沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁沈阳110866;沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁沈阳110866;沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁沈阳110866;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;东北制药总厂Vc公司,辽宁沈阳110028【正文语种】中文【中图分类】TS201.3维生素C又称L-抗坏血酸(L-Ascorbic Acid)，作为人体必需的维生素及抗氧化类物质，受到人们普遍关注，广泛应用于食品、医药、农产品开发等多个领域，需求量与日俱增［1］。
维生素C的文献
关于维生素C生产工艺及发展前景石磊（48）（制药工程系生物化工工艺30902）摘要：简要介绍了维生素C的基础知识其应用领域、其研究现状、发展方向关键词：维生素C、生产工艺、发展前景一、维生素C简介维生素C又名抗坏血酸,是一种水溶性维生素C,广泛存在于人体以及动植物体内,人体自身不能合成,需从外界摄取。
随着维生素C应用范围不断扩大,维生素C的市场需求量也在不断地增长。
最早实现维生素C工业化生产的工艺是德国Reichstein于1934年发明的五步化学反应和一步生物转化,将葡萄糖转化为2-酮基-L-古龙酸(2-Keto-L-Gulonic acid, 2-KGA),再经酯化生成维生素C。
但该法存在能耗高、消耗大量有机溶剂、环境污染严重等缺点。
因此需要开发更经济、更具有竞争力的生物转化法或完全生物转化法。
与“莱氏法”生产维生素C的六步化学反应相比,用微生物从D-山梨醇或D-葡萄糖经两步发酵生成2-KGA,再经甲醇酯化生产维生素C的生物技术法,具有工艺流程简单、生产周期短、成本低廉等优点。
在贮藏、加工和烹调时容易被破坏，易被氧化和分解。
在食品加工业中，用做抗氧化剂以保存食品价值。
在人体中，抗坏血酸有助维持机体的免疫系统健康，参与胶原、肉碱及神经递质的合成，是人体新陈代谢所必需的辅助化学物；广泛用于医疗、药品、食品、饲料等领域，具有广阔的前景。
在自然界中，多数动物可利用葡萄糖的碳链，经葡糖醛酸glucuronic acid）、葡糖酸（gluconic acid）、葡糖酸内酯gluconolactone），再经葡糖酸内酯酶（gluconolactonase）的作用生成维生素C（抗坏血酸）。
但人类及其它灵长类、豚鼠体内缺乏葡糖酸内酯酶，不能合成维生素C，必须由食物供给。
二、维生素C的生产工艺现状我国的维生素工业起源于50年代末，当时主要以生产医用原料为目的。
近年来，国内的科研单位和企业在维生素行业取得的科研成果和技术突破，是我国维生素生产商得以在激烈的竞争中生存并壮大的重要原因。
膜分离法提纯2-酮基-L-古龙酸的研究
关键词：超滤； 提纯； 维生素 D； 发酵液； (>酮基>A>古龙酸 中图分类号：HI !BB & < 文献标识码： J
（以下简称古龙酸） 是生产维生素 D 的中间体， 其纯度对维生素 D 的产品 (>酮基>A>古龙酸 ［)］ 质量和收率影响较大 & 目前我国用自己发明的二次发酵法 生产古龙酸 & 对于发酵液中存在蛋
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膜分离法提纯 (> 酮基 >A> 古龙酸的研究
会放热使料液温度升高） 送回料罐进一步浓缩， 直至超滤浓缩液呈浆糊状， 再用少量的水顶洗， 使滤渣中残余的古龙酸充分洗涤出来 ! 其工艺流程见图 - ! 图中的阀门用来取样和排渣， 压力 表用来测定膜前压力和膜后压力 ! 实验中每隔 1. 0=$ 测定一次过滤速度， 并换算成膜通量 !
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L/1% ! 图! 超滤提取古龙酸的膜通量变化曲线 ! 7 批； " ! 批； # 8 批 "&’ A*(M’ -. .+*2 6*(/01 ,&’ ’2,(#A,/-0 -. N*+-0/A $B *+,(#./+,(#,/-0 ・ I;G ・
2-酮基-L-古龙酸结构发生改变的核磁共振研究
2-酮基-L-古龙酸结构发生改变的核磁共振研究安志敏;马二倩;杨秋青【摘要】2-keto-L-gulonic acid (2-KLG) changes its molecular structure in many solvents at room temperature. A five-membered intramolecular ring structure can easily be formed by the 2,5-hemiacetal reaction after the opening of the carbonyl group in 2-KLG (-C=O) to form a O-C-O interlinkage. In this study, we showed that the 13C chemical shift of the carbonyl changed from 200 towards high field to about 96 after forming the intramolecular ring. Two-dimensional HMBC experiments revealed that 2-keto-L-gulonic acid formed five-membered ring 2,5-hemiacetal derivates in seven solvents, instead of six-membered 2,6-hemiacetal derivates.%发现并揭示了2-酮基-L-古龙酸在许多种溶剂中发生了结构改变，该物质在室温条件下，无需施加任何外力因素，分子中极易发生分子内成环结构变化：分子中的羰基(-C=O)双键断开变单键，形成了2,5位半缩醛五元环衍生物，使分子内出现了O-C-O基团，其标题化合物的核磁共振碳谱(13C NMR)羰基特征峰的化学位移(约200)变到了96，核磁共振2D HMBC异核相关谱，充分证明了2-酮基-L-古龙酸发生的分子内环合成衍生物的主要产物是五元环的2,5位半缩醛衍生物，而非六元环的2,6位半缩醛衍生物。
一种提升维生素C前体2-酮基-L-古龙酸效率的方法[发明专利]
![一种提升维生素C前体2-酮基-L-古龙酸效率的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/4609c4cc3169a4517623a33b.png)
专利名称：一种提升维生素C前体2-酮基-L-古龙酸效率的方法专利类型：发明专利
发明人：崔莉,李学兵,盛雪,张志
申请号：CN201911206238.9
申请日：20191129
公开号：CN110760468A
公开日：
20200207
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种提升维生素C前体2‑酮基‑L‑古龙酸效率的方法，该方法是在以L‑山梨糖为底物，大小菌混菌发酵生产2‑酮基‑L‑古龙酸的发酵体系中，其所用的种子培养基和发酵培养基中含有酵母蛋白胨或/和核黄素。
本发明通过改良培养基组成，可有效提升小菌的生长和产酸能力、提高发酵转化率，缩短发酵周期，并降低发酵结束时的物质残留，改善发酵液质量。
申请人：宁夏启元药业有限公司
地址：750101 宁夏回族自治区银川市望远工业园启元大道1号
国籍：CN
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2-酮基-l-古龙酸提取工艺的研究进展
1082-酮基-L-古龙酸提取工艺的研究进展王治平2-酮基-L-古龙酸（以下简称古龙酸）是合成维生素C的重要中间体，古龙酸的提取过程优化，是降低VC生产成本，节能降耗，提高产品质量的关键。
生产维生素C的工艺流程有发酵、提取、转化和精制。
其中古龙酸质量对维生素C的内在质量有着重要的影响。
古龙酸发酵液经纯化、脱钠、除水、结晶，分离，各个提取环节都会对古龙酸的质量及收率产生影响。
一、概述古龙酸，分子式为C6H10O7，白色或类白色结晶性粉末，无臭，味酸，易溶于水，微溶于甲醇和乙醇，不溶于丙酮，溶液呈弱酸性，熔点 160℃~162℃，带一个结晶水。
与甲醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应，生成古龙酸甲酯，再经碱化、酸化后生成维生素C。
二、 2-酮基-L-古龙酸提取工艺古龙酸的提取就是一个分离除杂的过程，发酵液中含古龙酸约13%，含残留菌丝体、蛋白质和悬浮微粒等杂质，分离提纯比较困难。
主要的提取方法有加热沉淀法、化学凝聚法、溶媒萃取法、直接吸附法及超滤法，目前超滤法已被广泛使用。
（一）加热沉淀法20世纪80年代我国二步发酵法投入工业化初期，加热沉淀法是稳定可靠的主提取工艺，具体过程：发酵液→沉淀→加热→离心分离→一次交换→二次交换→一次浓缩→二次浓缩→冷却结晶→离心分离→干燥交转化该工艺相对比较成熟稳定，但流程长，能耗大，且破坏有效成分，废水多，不符合可持续发展要求，目前已基本被淘汰。
（二）化学凝聚法经二步发酵法得到的古龙酸发酵液中存在不少可溶和不溶性杂质，如Mg 2+、Ca 2+、培养基中的微小颗粒、蛋白质等。
如果不做任何预处理直接提取，会给固液分离及后期的离子交换带来困难。
相关研究人员应用絮凝技术处理古龙酸发酵液，简化了工艺流程，同时研究得到了最适的絮凝条件，且收率有了较大的提高，但絮凝法亦存在很明显的缺点：经絮凝后的上清液中残留微量絮凝剂，影响超滤膜过滤效果，且还存在一些可溶性蛋白，离心后pH发生变化，蛋白析出，影响树脂交换效率和污染树脂。
VC生产中古龙酸与副产物草酸的研究
VC生产中古龙酸与副产物草酸的研究摘要：古龙酸又叫2-酮基-L-古龙酸，是生产维生素C的重要中间体原料，在工业化生产中，来源主要是山梨醇的二步发酵法生产所制得。
本文是研究维生素C生产流程中，中间古龙酸在不同生产工序下，其成分的组成及工艺条件发生变化时，研究其发生的化学降解过程，而草酸就使古龙酸的主要分解产物之一。
本文是通过使用高效液相检测来对研究的物质组分进行定性、定量分析，并对存放时间等条件进行考察，详细剖析中间体中古龙酸降解过程，降解变化程度，指导工业化生产。
关键词：超滤液、古龙酸、古龙酸交换液、古龙酸浓缩液、维生素C、维生素C母液；降解、分解、草酸；1 古龙酸的简介古龙酸是生产维生素C的中间体原料，而维生素C是人体必需的一种维生素，具有治疗坏血病、预防牙龈萎缩、出血、预防动脉硬化、治疗贫血、防癌、提高人体的免疫力等作用，每天人体都需要一定量的维生素C进行代谢，人体摄入维生素C的来源主要有两种，一种是从水果、植物等直接摄入，另外一种是化学合成方法生产出来的维生素C。
本文介绍的为二步发酵法合成维生素C的中间体2-酮基-L-古龙酸，在生产过程中的降解研究，通过高效液相法对已知分解产物草酸进行定性定量分析，并对其它杂质成分的产生及控制进行分析和深入研究。
2-酮基-L-古龙酸，英文名称Gulonic acid；（2R，3R，4R，5R）-2，3，4，5，6-pentahydroxyhexanoic acid，分子式C6H10O7，分子量194.15，为白色晶体，浓度为10%的古龙酸水溶液pH值为1.48。
1.1结构式：2 古龙酸分解研究2.1 实验1：超滤液中古龙酸钠组分的分解取VC生产中间体‘古龙酸超滤液’（主要成分古龙酸钠水溶液），液相检测组分，然后在温度50℃下，放置6hr，再进行液相检测组分，考察组分含量变化。
2.1.1 图1取超滤液检测的高效液相图谱2.1.2 图2超滤液在50℃下放置6hr后高效液相图谱2.1.3 根据图谱1与图谱2出峰时间与峰面积的外标法定性、定量分析计算，得出超滤液以下数据：（表1）2.1.4根据此项实验数据得出结论：古龙酸超滤液在温度50℃下，随着放置时间的延长，组分古龙酸钠含量逐渐降低，而副产物草酸含量逐渐升高。
维生素C生产中古龙酸与副产物草酸的研究解析
文章 以ＶＣ生产 流程 为研 究 背景 ，在 不 同的生 产 工序 下 ， 中间古龙 酸的工艺 条件以及组 成成分也 会发生变化 ，对 其化学 讲解过程 进行探 究，而在 古龙酸 中，草酸 为其非常重要 的产物 。 所以 ，只有 有效 的研究ＶＣ生 产中古 龙酸与副 产物 草酸 的相关 内容 ，才可以为 更等到市场消 费者的广泛 认可 。
摘要 ：２一酮酸一Ｌ一古龙酸 即为古 龙酸 ，在维 生素ｃ的生产 中，它
目前在 美欧等发达 国家 中，水性聚 氨酯涂料 被广泛 的运 用 于 高档 住房 、商场 等建 筑 中，该 技术 水平 的突破 为水性 防水涂 料 的发展带 来 了更广 阔前景 。
如果 施 工环 境 天气 干燥 ，涂 层水分 就 会很 容 易被 周边 空 气吸 收 ，造 成涂料成 膜不完 全。
４水 性 防水涂 料 的发 展
维生素 Ｃ生产中古龙酸
４．１发 展前 景
与副产物草酸 的研 究解析
随 着 国家 “环 保风 暴 ”的 不断 升级 ，油性 涂料 发展 履步 为
（３）性 价 比更突 出。水性 防水涂料 生产 工序 比较 复杂 ，目前 生产规模 不足 ，这是生 产成本一直居 高不下的主要 因素 。性价 比 方 面 ，同档 次的水 性 防水 涂料远 不 如油 性防 水涂料 ，所以 虽然 １００个人说水性好 ，却有９９个选择购买 油性 防水涂料 。水性防水 涂料 想要快 速抢 占市场 ，必须 拿出措 施 降低成 本 ，生 产 出性能 优异 、价 格适中的高性价 比产 品，才能真正得到人们所接受 。
１ ＶＣ与古龙 酸 的概 述
（２）质量有待提 高 。水性防水 涂料在 耐冲击 、穿刺 等质量 方 １．１ ＶＣ
面 ，远远 达不 到油性防 水涂料 的高度 ，使用 寿命 周期也不长 ，以 上 质量方面 的不稳 定严重 的限制 了水性防 水涂料 的快速发 展。 所 以水性 防 水涂 料短期 内最大 的挑 战就是 如 何的解 决 质量稳 定 问题 ，真正 让 消 费者用 的 放心 、买得 安 心 ，这有 这 样水 性防 水涂 料才能得 到持续健康 的发 展。
生物技术法生产维生素C的研究进展
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Hale Waihona Puke 江 苏 无锡 ２ ４ ２ ； ．江 苏江 山制 药有 限公 司， 苏 靖江 ２ ４ Ｏ ） １ １２ ３ 江 １ ５ Ｏ 摘 要 ： 生素 ｃ是 一种 重要 的 有机 酸 ， 泛应 用 于药 物 、 品 、 料 、 妆品 和饲 料 等 中 。相 对 于 维 广 食 饮 化 “ 莱氏法” 言 ， 而 生物技 术 法生产 维 生素 Ｃ具有 低 成本 、 高品质 等 优 势 ， 主要 包括 一 步发 酵 工 艺和 其 二 步发 酵 工 艺 ， 而后 者 又 包括 以葡 萄糖 为底 物 的 串联 工 艺和 以 Ｄ 山梨 醇为底 物 的 工 艺 。在 对 比各 一
Ｓ ｈ ｏ ｆＢｏ ｅ ｈ ｏ０ ｙ，Ｊａ ｇ ａ ｉｅｓｔ ｃ ｏ １ ｉｔｃ ｎ １ｇ ｏ ｉｎ ｎ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｙ，Ｗ ｕ ｉ２ ４ ２ ｘ １ １ ２，Ｃｈ ｎ ； ３ Ｊａ ｇ ｕ Ｊａ ｇ ｈ ｎ Ｐ ａ ｍａｅ ｔｃｌＣｏ ｉａ ． ｉｎ ｓ ｉｎ ｓ ａ ｈ ｒ ｃ ｕｉａ ．，
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维生素C发酵营养与环境条件优化研究
维生素 Ｃ发酵营养与环境条件优化研究
朱 浩 王锦愉
（ 江苏江 山制药有限公司 ）
【 摘 要】 维生素 Ｃ在发酵培养的过程 中，通过 利用 自身的酶
重 。
系来将 Ｌ 一山梨糖转换成 维生素 ｃ的前体 即 ２ 一酮基 一 Ｌ 一古龙酸。通 过控制温度 、 ｐ Ｈ的值 以及溶养 的浓度 ， 从 而能够为发 酵创造一个 良 好的环境条件 ，最终能够促使 它们的健康发展 。本 文主要 对维生素
从 而 可 以 将 上清 液 收集 起来 。 （ ５ ）２ － Ｋ Ｌ Ｇ还 原 酶 酶 活 测 定 的 方法 在温度保持在 ３ Ｏ摄 氏度 ，并且保温效果在 ３ ０分 钟的水浴 中加 入 ０ ． ０ ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ｐ Ｈ值 为 ７ ． ２ 的磷酸钾 缓冲液 中，待测 的上 清液 ， ０ ． ０ ２ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ氢 化 钠 的 溶 液 以及 ２ ５ ％ 的２ － Ｋ Ｌ Ｇ 。同 时 要 取 １ ． Ｏ ｍ Ｌ的 上清 液 ，在 １厘米 光程 的石英 比色皿 中注入 ０ ． １ ｍ Ｌ的氢化钠 溶液，然后
胞 的 质 膜 的 电 荷 中 ，ｐ Ｈ值 的变 化 导 致 了它 的 不 断 变 化 ， 从而 能 够 改
变质膜对个别离子渗透性 ，从而不利于细胞对培养基 中营养物质 的 吸 收 和 利 用 ，并 且 也 不 利 于 代 谢 产 物 的排 放 ，最 终 不 利 于 菌体 的生 长 。第二，ｐ Ｈ值对细胞 内酶的活性起着一个重要的影响，细胞 中的 酶系只有在合适 的 ｐ Ｈ值 的范 围内才能够发挥 出足够 大的活性。第 三， 通过 ｐ Ｈ值可 以使得培养基中 的营养物质以及中间代 谢产物的离 解形式得到 了改变 ，从而使得细胞 正常 的代谢过 程受到了严重的影 响，最终影响 了代谢产物 的质量和产量 。 ３不 同的溶养浓度对 ２ 一 Ｋ Ｌ Ｇ 发酵 过 程 的 影 响 不同的溶 养浓度对 ２ － Ｋ Ｌ Ｇ具有不 同的影响 。 在高溶养 的浓度 下，