二步发酵法生产维生素C - 副本
二步发酵法生产维生素C - 副本讲解
③超滤法
超滤是一种新兴的膜处理技术，此法具
有操作方便、节能、不造成新的环境污染
注意： 在生产中，第一步要严格控制反应 过程的pH为8.0～8.5，避免葡萄糖的C-2位差 向异构物被还原成甘露醇。整个发菌期间， 要保持葡萄糖酸杆菌数量的一定，小菌将L山梨糖转化为2-酮基-L-古龙酸，而大菌本身 不产酸，是搭配菌，其作用仅是通过刺激小 菌的生长而促进小菌产酸。2-酮基-L-古龙酸 首先在甲酯中用浓硫酸催化酯化成2-酮基-L古龙酸甲酯，再加入碳酸氢钠转化成维生素C 盐，经离子交换树脂酸化，在50～55℃下减 压烘干即得粗品。
②碱转化法 我国 VC生产厂家均采用碱法转化2-酮基-
l-古龙酸生产VC。东北制药总厂等生产单位将 2-酮基-L-古龙酸与甲醇在浓硫酸催化下生成2酮基- L-古龙酸甲酯，该酯在NaHCO3作用下发 生内酯化反应生成VC钠盐。该法避免了酸催化 的上述缺点，且操作工艺简单，反应条件温和， 适合于规模化生产，但是在生产中的反应周期 过长，甲醇单耗高。有些单位尝试用CH3ONa代 替NaHCO3进行碱转化，转化率可高达92.6%，但 产品质量较差，且甲醇钠价格贵，造成生产成 本较高。
H C OH
H2C
OH
H2C
OH
H2C OH
H2C OH
L-抗坏血酸
D-抗坏血酸
L-异 抗坏血酸
D-异抗坏血酸
维生素C的性质
白色粉末，无臭、味酸、熔点190192℃，易溶于水，略溶于乙醇，不溶于 乙醚，氯仿及石油醚等。它是一种还原 剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在碱 液中或有微量金属离子存在时，分解更 快，但干燥结晶较稳定。
维生素C的生产工艺
盐酸酸化,调菌体蛋白等电点,沉降4h以上上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱当流出液pH为时,收集交换液,控制pH交换完,纯水冲柱➢加热过滤合并流出液和洗液调pH至蛋白等电点加热至70℃,加%活性炭升温至90-95℃,保温10-15min,使蛋白凝结停止搅拌,快速冷却,高速离心➢二次交换上清液打入二次交换柱洗脱,至流出液pH=时,收集交换液控制之间;交换完毕,洗柱➢减压浓缩二次交换液进行一级浓缩控制真空度、内温,至浓缩液的相对密度达出料同样条件二次浓缩,至尽量干加少量乙醇,冷却结晶甩滤,冰乙醇洗涤得2-酮基-L-古龙酸℃收率80%3、反应条件及影响因素⏹山梨糖的影响➢山梨糖初浓度过高,将抑制菌体生长,使发酵收率降低➢从生产角度考虑,保证尽可能高的酸度,需山梨糖初浓度越高越好➢较适宜为80mg/mL➢采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法,来提高产物的浓度;⏹溶解氧浓度的影响➢溶解氧浓度影响好氧菌的活性➢产酸前期应处于高溶氧浓度➢产酸中期,溶氧浓度为产酸后期,耗氧量减少;⏹pH的影响⏹碱转化的新工艺➢有机胺代替碳酸氢钠➢工艺原理➢工艺过程将2-酮基-L-古龙酸甲酯加入到甲醇中搅拌、升温、回流、溶解在惰性气体中滴加胺,回流、搅拌浓缩、蒸馏水溶解油状物有机溶媒提取、分离有机层用硫酸钠干燥后,回收套用水层经浓缩、结晶得维生素C晶体➢优点提高产品质量和收率有机溶剂回收套用率高反应条件、温度要求不高大量使用液体投料,有利于自动化控制➢缺点：反应在惰性气体氮气、氩气保护下进行⏹酸转化新工艺➢工艺过程将古龙酸钠盐加到乙醇和丙酮的混合溶液中室温下搅拌,通入氢气60℃反应,析出氯化钠晶体过滤,乙醇和丙酮的混合溶液洗涤合并滤液,加入惰性溶剂保温、搅拌、冷却、析晶得维生素C➢优点析晶纯度高反应温度低工艺时间缩短去除了维生素C精制过程中的水溶解提高产品的质量和收率溶剂经分馏后可重新使用3两条转化路线的比较⏹各占50%⏹酸转化➢优点设备简单操作方便中间过程少,利于收率提高➢缺点：设备易被腐蚀⏹碱转化➢优点：产品质量较好➢缺点设备多,操作过程长,不利于提高总收率转化过程中使用大量的甲醇,需注意劳动保护四、维生素C的精制1工艺原理⏹L-抗坏血酸易遭破坏➢温度➢金属离子➢空气接触➢pH。
二步发酵法生产维生素C - 副本ppt课件
转化工艺 无论是莱氏法还是二步发酵法制得的2-酮基-L古龙酸，目前在生产上都是通过化学反应过程转 化为VC。根据所选试剂的不同，二步发酵法可分 为酸转化法和碱转化法。 ①酸转化法 VC化学转化生产，自莱氏法建立以来就采用浓盐 酸催化2-酮基-L-古龙酸，一步制得 VC。国外有 关学者对此法进行了许多研究。印度 Ahmedbad Textile工业研究协会研究表明，在以饱和氯代烃 (如CHCl3 )、芳烃(如苯、甲苯)为溶剂, 由 2-酮 基-L-古龙酸与浓盐酸在 60-75℃下反应 4-6h, 可制得纯度为90 % 的粗VC。美国学者YOD ICE 等 于1985年报道了2-酮基-L-古龙酸与浓盐酸在表面 活性剂 Me(CH2)5N +Me3Cl的甲苯溶液中反应，可 制得纯度超过99%的VC。
二步发酵法生产维生素C - 副本
目录
• • • • • 背景 维生素C的结构和性质 维生素C的生产方法 维生素C的生产工艺进展 参考文献
显著的经济效益和社会效益
与国际上同类工作先进水平比较，微生物 所等单位所发明的用于维生素C生产的二步发 酵法具有4大优势: 1. 以生物氧化代替化学氧化，省掉了酮化反 应； 2. 节约了大量易燃、易爆、有毒的化工原料 ，大大减少了“三废”处理，改善了劳动条 件，利于安全生产； 3. 减少工业用粮、生产工序和生产设备，缩 短了生产周期，降低了原料成本； 4. 与国外二步发酵法比较，其发酵规模和产 酸量均居领先地位。
②化学凝聚法 化学凝聚法是通过加入化学絮凝剂来除 去蛋白质、菌体、色素等杂质，避免了加热沉 淀时有效成分的损失。季光辉等采用化学凝聚法 对VC发酵液进行预处理，使2-酮基-L-古龙酸的滤 液质量提高，提取前步收率提高5.2%，VC总收率 提高2.5%以上。以壳聚糖为主凝剂，聚丙烯酰胺 为助凝剂，通过化学凝聚法除蛋白工艺。提取收 率由原来的76%提高到82%，古龙酸优级品率由原 来的35%提高到60%, 成本比原来降低20%。 但是化学凝聚法也存在许多不足，比如在处理 后的发酵液离心后所得的上清液中任然存在一定 量的蛋白，如果发酵液染菌则处理效果更不明显 ，上清液浑浊，严重影响了产品的品质和收率。 此外，化学凝聚法在操作过程中也会对环境造成 污染。
维生素c的发酵流程
维生素c的发酵流程(总24页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March目录1绪论1.1引言-------------------------------------------------------------------- 1.2维生素c-------------------------------------------------------------- 1.2.1维生素c的性质-------------------------------------------- 1.2.2维生素c的功能与用途-----------------------------1.2.3维生素c的生产现状------------------------1.2.4维生素c的发展状况-------------------------2.发酵机制2.1我国维生素C二步发酵法发酵机制------------3.发酵工艺及特点--------------------------3.1二步发酵法---------------------------3.2二步发酵法生产维生素C的工艺流程----------3.2.1加热沉淀法--------------------------------3.2.2化学凝聚法--------------------------3.2.3超滤----------------------------3.2.4其他方法---------------------4.菌种培养基及种子的扩大培养-------------4.1第一步发酵-----------------------4.1.1菌种----------------------------4.1.2一级种子扩大培养----------------4.1.3第一步发酵培养-----------------4.2第二步发酵---------------------------4.2.1菌种---------------------------------4.2.2二级种子扩大培养---------------4.2.3第二步发酵培养----------------------5.发酵工艺中的部分设备-------------5.1机械搅拌罐---------------------5.2气升式发酵罐----------------------6.无菌空气制备系统-------6.1发酵空气的标准-----------6.2空气预处理与设备------------------6.3空气除菌的工艺流程-----------------7.部分工艺计算---------------7.1物料衡算-------------------7.2每天发酵液体积----------------7.3发酵罐公称体积--------------------7.4种子罐容积和台数------------------7.5种子罐公称体积-------------------7.6发酵罐发酵过程中热效应计算-------------8.三废处理----------------------8.1三废生物处理的目的-------------8.2废水处理方法--------------------------8.3生物滤过法净化处理------------8.4生物滤过池法的基本流程--------------------- 9参考文献-------------------------------维生素C的发酵生产1绪论1.1引言维生素C（英语：Vitamin C，又称L-抗坏血酸）是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。
维生素C概述及其合成工艺
维生素C概述及其合成工艺维生素C (Vitamin C, VC)主要存在于生物组织中,在新鲜水果、蔬菜和动物肝脏中的含量尤为丰富。
VC的化学名称为L ( + ) - 苏阿糖型- 2, 3, 4, 5, 6 - 五羟基- 2 - 己烯酸- 4 - 内酯,分子式为C6H8O6 ,分子量176. 13维生素C中文别称L-抗坏血酸，维他命C，丙种维生素，英文名称：Vitamin C，L(+)-Ascorbic acid。
,结构式，VC是一种人体必需的水溶性维生素,也是一种抗氧化剂,广泛应用于医药、食品、饲料、化妆品等诸多领域,具有广阔的市场前景。
维生素C自1928年发现以来，是维生素类药物中发展最快、产量最大、用途最广的品种。
随着其用途的开发和人们物质文化生活水平的不断提高，对维生素C的需求量与日俱增。
为了提高VC的质量和收率,国内外一直在对其生产工艺不断地进行改进。
维生素C主要生理功能1、促进骨胶原的生物合成。
利于组织创伤口的更快愈合；2、促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，延长肌体寿命。
3、改善铁、钙和叶酸的利用。
4、改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，预防心血管病。
5、促进牙齿和骨骼的生长，防止牙床出血。
；6、增强肌体对外界环境的抗应激能力和免疫力。
药物作用维生素C在体内参与多种反应，如参与氧化还原过程，在生物氧化和还原作用以及细胞呼吸中起重要作用。
从组织水平看，维生素C的主要作用是与细胞间质的合成有关。
包括胶原，牙和骨的基质，以及毛细血管内皮细胞间的接合物。
因此，当维生素C缺乏所引起的坏血病时，伴有胶原合成缺陷，表现为创伤难以愈合，牙齿形成障碍和毛细血管破损引起大量瘀血点，瘀血点融合形成瘀斑。
1．胶原蛋白的合成需要维生素C参加，所以VC缺乏，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。
人体由细胞组成，细胞靠细胞间质把它们联系起来，细胞间质的关键成分是胶原蛋白。
胶原蛋白占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。
维生素c的发酵流程
维生素C的功能与用途
胶原蛋白的合成 需要维生素C参加，所以VC缺乏 食用富含维生素C的食物 可防晒，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。人体由细胞组成，细胞靠 细胞间质把它们联系起来， 细胞间质的关键成分是胶原蛋白。 胶原蛋白占身体蛋 白质的 1/3 ，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮 肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。
其本身被氧化， 而使氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽， 从而发挥抗氧化作 用。酶是生化反应的催化剂，有些酶需要有自由的巯基（-SH）才能保持活性。VC能够使双硫键（-S-S）还原为-SH，从而提高相关酶的活性，发挥抗氧化的作 用。从以上可知，只要VC充足，则VG谷胱甘肽、-SH形成有力的抗氧化组合 拳，清除自由基， 阻止脂类过氧化及某些化学物质的毒害作用， 保护肝脏的解毒 能力和细胞的正常代谢。
量的不断增长 ,其生产工艺也得到不断的改进。Vc生产最早是使用莱氏法 ,此法 早在30年代就研究成功。D-葡萄糖H2/cat高压D-山梨醇黑醋菌[0]L-山梨糖
CH3COCH3H2SOSO3双丙酮-L-山梨糖NaOCINiSO4双丙酮-2-酮-L-古洛糖酸
H+3O2酮-L-古洛糖酸1化学转化维生素C。此法存在着工序繁多、劳动、强度 大等缺点。国外在此基础上已作改进 ,尤其是在装备工程上的优势 , 当前还用于生 产。但国内已采用我国自己发明的发酵法代替莱氏法生产Vc。发酵法生产Vc可 以分为发酵、提取和转化三大步骤。即先从D-山梨醇发酵，提取出Vc前体2-酮-L-古洛糖酸（2-酮基-L-古龙酸,1）再用化学法将1转化为Vc。国内外为提高Vc的质量和收率对发酵法的生产工艺一直在进行不断的改进。
维生素C制作过程及流程
188维生素维生素类生产工艺维生素是一类生物生长和代谢所必需的、具有特殊功能的小分子有机化合物，其既不是细胞的组成物质，细胞的组成物质，也不是能量物质。
也不是能量物质。
也不是能量物质。
一般分为脂溶性和水溶性两大类，一般分为脂溶性和水溶性两大类，一般分为脂溶性和水溶性两大类，脂溶性维生素在体内脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。
而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。
不同的不同的维生素对物质代谢的调节作用是不同的。
机体缺少某种维生素时，可使物质代谢过程发生障碍，从而使机体不能正常生长，以至发生不同的“维生素缺乏症”。
例如，缺乏V Bl 可引起脚气病，缺乏V A 会引起夜盲症，缺乏维生素V C 会引起坏血病等，总之，维生素在维持机体的代谢中起着十分重要的作用。
体的代谢中起着十分重要的作用。
一、维生素C ( Vitamin C ，V C )维生素C 又名抗坏血酸(Ascorbic acid)，呈白色粉末，无臭，味酸，熔点190～192℃，易溶于水和甲醇，略溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿及石油醚等。
具有较强的还原性，易受光、热、氧等破坏，在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干燥结晶后较稳定。
V C 是一种人体必需的水溶性维生素，也是一种抗氧化剂，广泛应用于医药、食品、饲料等领域。
维生素C 的合成常通过化学或微生物方法获得，下面介绍主要的维生素C 合成法。
合成法。
1. 莱氏法1933年瑞士化学家莱齐特因等用化学合成方法合成维生素C 取得成功，也称莱氏法。
该法是最早生产维生素C 的方法，也是国外采用的方法。
工艺路线如图8-1所示。
所示。
工艺流程如下：工艺流程如下：（1）菌种的获得 以D-葡萄糖为原料，加氢催化生成D-D-山梨醇，再加入醋酸菌如山梨醇，再加入醋酸菌如D-葡萄糖葡萄糖 D-山梨醇山梨醇 L-山梨糖山梨糖 双丙酮-L-山梨糖山梨糖双丙酮-2-酮基-L-古洛糖酸古洛糖酸2-KGA 2-KGA 维生素C H 2/催化剂催化剂 发酵氧化氧化 丙酮/硫酸硫酸 次氯酸钠次氯酸钠 硫酸镍硫酸镍H 3O +化学转化化学转化 图8-1 莱氏法合成维生素莱氏法合成维生素C 的工艺路线A cetobacter suboxyclans 、A ．raucons 、A ．aceti 、A ．Xylinoides 等将山梨醇氧化成山梨糖，常使用的是A ．suboxyclan 和A ．melangenum ，这是该工艺过程中关键的一步。
维生素C分离纯化生产工艺介绍
维生素C分离纯化生产工艺介绍维生素C在临床上应用广泛，逐步用作预防药和营养药，由于维生素C是一种强还原剂，其常常作为抗氧化剂和营养强化剂大量用于食品工业。
L-抗坏血酸的生理作用非常广泛，与结缔组织的形成密切相关。
在维持人体血液代谢，心肌功能及中枢神经活动方面有一定作用。
无论是生物合成的维生素C，还是从食物中获得的维生素C都能参与机体的代谢。
二步发酵法在维生素C分离纯化生产工艺的应用，大致可以分为三个步骤:发酵、提取和转化。
具体如下：1、发酵：发酵法利用假单胞菌选择氧化L-山梨糖C1上的醇羟基为羧基，省略了丙酮保护步骤，缩短了工艺，节约了原料。
近年来，构建重组菌株以实现从山梨醇直接发酵产生2-酮基L-古龙酸的研究取得了一定的进展，但是，这还必须用葡萄糖通过高压加氢以制备山梨醇:同时，国内外纷纷开展了从D-葡萄糖串联发酵产生2-酮基-L-古龙酸新工艺的研究。
王毅武和尹光琳采用欧文氏菌和棒杆菌从D-葡萄糖经过中间体2，4二酮-D-葡萄糖酸串联发酵生成2-酮基-L古龙酸获得成功。
这种二步串联发酵法直接从D-葡萄糖开始，省去了氢化反应，生产工序简单，但其与一次发酵法相比较，在原料和菌体处理等方面均有待于改进和提高，因此仍未能工业化。
2、膜法提取：在发酵液的提取中应用到的膜技术主要是超滤膜分离技术，发酵液通过超滤膜过滤之后，可以将菌丝、蛋白等杂质除去，从而简化工艺。
3、化学转化：(1)、酸转化：经过前面的提取工序之后，得到了2-酮基-L-古龙酸，此时要经过化学转化将2-酮基-L-古龙酸转化为维生素C，通常的方法有酸转化法和碱转化法在酸转化法中主要应用浓盐酸作为转化试剂，但是，酸对设备的腐蚀很大，因而对产品的质量、环境污染都比较严重。
此外，双极性膜电渗法可用于L-抗坏血酸钠和2-酮基-L-古龙酸钠的酸化。
(2)、碱转化：在碱转化法中，是将古龙酸在甲醇中用浓硫酸催化酯化生成古龙酸甲酯，再用碳酸氢钠将2-酮基-L-古龙酸甲酯转化为维生素钠盐，最后酸化成终产品。
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③超滤法 超滤是一种新兴的膜处理技术，此法具 有操作方便、节能、不造成新的环境污染 等优点，因此在2-酮基-L-古龙酸的分离提纯中的 应用日益广泛。此法与加热沉淀法不同的是，可 在常温下操作，可减少有效成分的损失；在用膜 除蛋白的过程中，无任何新的化学物质加入，可 减少对树脂的污染和损耗，降低酸碱用量，减少 三废排放。与化学凝聚法不同的是，在处理染菌 的发酵液时仍可达到较好的处理效果。我国的东 北制药厂1995年从丹麦引进目前全国最大膜面积 的平板超滤装置后， 2 -KLG的分离提纯成本比原 先的化学凝聚法节约了600万元，其收率和生产的 自动化、连续化程度也明显提高。
二步发酵法生产维生素C
目录
• • • • • 背景 维生素C的结构和性质 维生素C的生产方法 维生素C的生产工艺进展 参考文献
显著的经济效益和社会效益
与国际上同类工作先进水平比较，微生物 所等单位所发明的用于维生素C生产的二步发 酵法具有4大优势: 1. 以生物氧化代替化学氧化，省掉了酮化反 应； 2. 节约了大量易燃、易爆、有毒的化工原料， 大大减少了“三废”处理，改善了劳动条件， 利于安全生产； 3. 减少工业用粮、生产工序和生产设备，缩 短了生产周期，降低了原料成本； 4. 与国外二步发酵法比较，其发酵规模和产 酸量均居领先地位。
转化工艺 无论是莱氏法还是二步发酵法制得的2-酮基-L古龙酸，目前在生产上都是通过化学反应过程转 化为VC。根据所选试剂的不同，二步发酵法可分 为酸转化法和碱转化法。 ①酸转化法 VC化学转化生产，自莱氏法建立以来就采用浓盐 酸催化2-酮基-L-古龙酸，一步制得 VC。国外有 关学者对此法进行了许多研究。印度 Ahmedbad Textile工业研究协会研究表明，在以饱和氯代烃 (如CHCl3 )、芳烃(如苯、甲苯)为溶剂, 由 2-酮 基-L-古龙酸与浓盐酸在 60-75℃下反应 4-6h, 可制得纯度为90 % 的粗VC。美国学者YOD ICE 等 于1985年报道了2-酮基-L-古龙酸与浓盐酸在表面 活性剂 Me(CH2)5N +Me3Cl的甲苯溶液中反应，可 制得纯度超过99%的VC。
维生素C的化学结构
维生素C(多羟基不饱和内酯衍生物)分子 中有两个手性碳原子，故有4种光学异构体， 其中L（+）抗坏血酸效果最好，其他三种 临床效果很低或无效。
O C C C H HO C C H 2C L -抗 坏 血 酸 H OH OH O HO H H C C C H 2C OH OH OH HO O C C OH O O C C C H 2C HO H H OH H C C O OH O C C C H 2C HO H OH OH C C O OH
（4）能耗 两步发酵法比莱氏法高出15 ％。 （5）总收率（对山梨醇） 莱氏法比两 步发酵法高出10％左右，主要原因是 第二步微生物氧收率仍较低。 （6）安全 两步发酵法由于革除了丙酮、 苯（或甲苯）、氯气等大量易燃易爆 或有毒的化工原料，有利于安全生产。
参考文献
• 【1】微生物所发明维生素C生产二步发酵法25周年纪实 • 【2】陈来同等. 生物化学产品制备技术.北京：科学技术 文献出版社，2004.1 • 【3】宋文新，邵庆均.维生素C二步发酵合成法的研究进 展[J]，中国饲料，2008，19 • 【4】燕方龙. 维生素C生产工艺研究进展[J]，医药综述， 2007，10 • 【5】陈雷，张铭锡.维生素C生产提取除蛋白工艺的改进 [J]. 黑龙江医药，2001，14( 6): 447-448 • 【6】陈永林，刘梅城，翟振山.板式超滤技术在VC生产中 的应用[J].食品与发酵工业，2005，31(9):136-137 • 【7】张林茂，高永涛，李晶.应用超滤技术改进VC生产工 艺[ J].膜科学与技术, 2000，20(5): 60-61 • 【8】李春艳，夏海平，蓝伟光.维生素C生产工艺进展.中 国医药工业杂志，2001（32): 38-40 • 【9】谢占武，周海霞，曹爱国.维生素C的生产工艺发展. 实用药物与临床，2005(8):1-2
（2）工艺过程
a 第一步发酵 以D-葡萄糖为原料，加 氢催化生成D-山梨醇，再加入假单孢杆菌 氧化获得L-山梨糖。 b 第二步发酵 L-山梨糖通过小菌氧化 葡萄糖酸杆菌和大菌巨大芽孢杆菌、蜡状 芽孢杆菌等伴生菌混合发酵得维生素C前体 2-酮基-L-古龙酸。
c 提取 采用弱碱性离子交换树脂从发酵 液中直接提取2-酮基-L-古龙酸（新工艺）， 用甲醇-硫酸溶液洗脱,将洗脱液直接内酯 化、烯醇化为维生素C（新工艺）。 d 精制 将上述维生素C通过活性炭脱色， 于结晶罐内加入晶种结晶，冷乙醇洗涤， 低温干燥，即可获得精品维生素C。
COOH C C C C H O H CH3 C H 2O 双 丙 酮 -L -古 龙 酸
CH3
O C
OH
2·二步发酵法
二步发酵法是相对莱氏法而言的，是 中国科学院微生物研究所和北京制药厂于 1975年合作发明的，此法进一步发展了维 生素C的生产，是目前唯一成功应用于维生 素C工业生产的微生物转化法。 过程为山梨醇发酵生成山梨糖后，山 梨糖又经第二步细菌氧化，直接生成2-酮 基-L-古龙酸，而废除了丙酮化和化学氧化 两个步骤。
工艺路线
[加氢] H2
D-葡萄糖
D-山梨醇
[酶菌氧化] O2
L-山梨糖
[酮化] H2SO4丙酮
双丙酮-L-山梨 糖 [酸化] HCl
[氧化] NaOH, O2, KMnO4
双丙酮-L-古龙酸
2-酮-L-古龙酸
[转化]
维生素C
C H 2O H HO HO H HO C C C C CHO D -葡 萄 糖 H H OH H H2 HO HO H HO
注意： 在生产中，第一步要严格控制反应 过程的pH为8.0～8.5，避免葡萄糖的C-2位差 向异构物被还原成甘露醇。整个发菌期间， 要保持葡萄糖酸杆菌数量的一定，小菌将L山梨糖转化为2-酮基-L-古龙酸，而大菌本身 不产酸，是搭配菌，其作用仅是通过刺激小 菌的生长而促进小菌产酸。2-酮基-L-古龙酸 首先在甲酯中用浓硫酸催化酯化成2-酮基-L古龙酸甲酯，再加入碳酸氢钠转化成维生素C 盐，经离子交换树脂酸化，在50～55℃下减 压烘干即得粗品。
D -抗 坏 血 酸
L -异 抗 坏 血 酸
D -异 抗 坏 血 酸
维生素C的性质
白色粉末，无臭、味酸、熔点190192℃，易溶于水，略溶于乙醇，不溶于 乙醚，氯仿及石油醚等。它是一种还原 剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在碱 液中或有微量金属离子存在时，分解更 快，但干燥结晶较稳定。
维生素C的生产方法
以当年北京制药厂年产150吨维生素C车间 为例，采用二步发酵法新工艺后，每年可 节约丙酮297吨（相当于237.8万斤粮食）； 节省其他化工原料2600多吨和主要设备58 台；降低了原料成本10%。据报，目前国内 已有年产3万多吨维生素C的生产能力，若 全部开动生产，其产生的经济效益和社会 效益、生态环保效益是无法估量的。
维生素C
又名抗坏血酸（Ascorbic acid）是细胞氧化 -还原反应中的催化剂，它释放两个氢原子后变 成氧化型维生素C，有供氢体存在时，脱氢抗坏 血酸可以接受两个氢原子变成抗坏血酸，参与
机体新陈代谢，增加机体对感染的抵抗力。用
于防止坏血酸和抵抗传染性疾病，促进创伤和 骨折愈合，以及用作辅助药物治疗
①加热沉淀法 加热沉淀法是2-酮基-L古龙酸分离提纯的传 统工艺，分离手段较为落后。此工艺通用氢型树 脂，调 pH至蛋白质的等电点后加热除蛋白。采用 此工艺会造成有效成分在高温下降解损失，且发 酵液直接通过树脂柱，造成树脂表面污染，降低 树脂的交换容量和收率。两次通过树脂柱带进了 大量水分，也增大了浓缩耗能。
C H 2OH C C C C H H OH H O2 HO H HO
C H 2O H C C C C O H OH H
C H 2OH D -山 梨 醇
C H 2O H L -山 梨 醇
C H 2OH H 3C (C H 3)2C O H 2S O 4 C O2 O H3C H C C C H K M nO 4 O H CH3 C H 2O 双 丙 酮 -L -山 梨 糖 O COOH C C H 2O HO H HO C C C O H OH H H HO C H 2OH H 2C 2 -酮 基 - L - 古 龙 酸 维 生 素 -C C H C 内 酯 化 烯 醇 化 HO OH C CH3 N aO H O H 3C H H 3C
二步发酵法与莱氏法进行同等生产规模的经 济指标比较，其优缺点如下： （1）原料消耗 两步发酵法原料总单耗比 莱氏法减少31.2%。 （2）成本 两步发酵法原料成本比莱氏法 降低了23．3％，工厂成本降低了3．6%。 （3）质量 差别不大，在外观、含量、烘 烤消光值、分解点、细度等主要控制项 目上，两步发酵法略优；但在加速破坏 试验中，莱氏法产品稳定性较好。
②碱转化法 我国 VC生产厂家均采用碱法转化2-酮基l-古龙酸生产VC。东北制药总厂等生产单位将 2-酮基-L-古龙酸与甲醇在浓硫酸催化下生成2酮基- L-古龙酸甲酯，该酯在NaHCO3作用下发 生内酯化反应生成VC钠盐。该法避免了酸催化 的上述缺点，且操作工艺简单，反应条件温和， 适合于规模化生产，但是在生产中的反应周期 过长，甲醇单耗高。有些单位尝试用CH3ONa代 替NaHCO3进行碱转化，转化率可高达92.6%，但 产品质量较差，且甲醇钠价格贵，造成生产成 本较高。
②化学凝聚法 化学凝聚法是通过加入化学絮凝剂来除 去蛋白质、菌体、色素等杂质，避免了加热沉 淀时有效成分的损失。季光辉等采用化学凝聚法 对VC发酵液进行预处理，使2-酮基-L-古龙酸的滤 液质量提高，提取前步收率提高5.2%，VC总收率 提高2.5%以上。以壳聚糖为主凝剂，聚丙烯酰胺 为助凝剂，通过化学凝聚法除蛋白工艺。提取收 率由原来的76%提高到82%，古龙酸优级品率由原 来的35%提高到60%, 成本比原来降低20%。 但是化学凝聚法也存在许多不足，比如在处理 后的发酵液离心后所得的上清液中任然存在一定 量的蛋白，如果发酵液染菌则处理效果更不明显， 上清液浑浊，严重影响了产品的品质和收率。此 外，化学凝聚法在操作过程中也会对环境造成污 染。