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理作用,在医药、食品、饲料、化妆品等诸多领域具有重要而广泛的用途。随着生活水平的提高,人们对

维生素的作用认识的深入,人们已不满足于自身合成和从食物中获取维生素的量,维生素的消费量越

来越多,这势必促成了维生素发酵生产工业的形成与发展,维生素

C 的发酵便是其中之一。

发酵机制

目前,维生素

C 发酵主要有葡萄糖发酵和山梨醇发酵,工业中使用的发酵方法分别为莱氏法和二

步发酵法。

1.1 葡萄糖发酵

葡萄糖发酵是以葡萄糖为原料生产维生素

C 的发酵方法。该方法包括莱氏法、新二步发酵法和一步

发酵法,但后两种由于技术等原因尚未应用到生产中,这里将简要介绍介绍一下。

氏法是一种化学合成与一步发酵相结合的生产方法,生产工艺路线成熟,生产原料便宜易得,产

品质量好,收率高。因此至今瑞士的

Roche、日本的 Takeda、德国的 E.Merk 和 BASF 等国外生产维生

素的主要公司均采用该方法。该方法生产工序多、过程长,难以连续化操作;使用大量有毒、易燃化学药

品,造成环境污染等。为此,自上世纪

60 年代开始,世界各地的科学家都致力于简化该生产路线的研

究。

[1,20,21]

其合成路线如图

1。

1. 莱氏合成路线

新二步发酵法(相对于二步发酵法而言,将在后面对二步发酵法进行介绍)也称葡萄糖串联发酵

法,是由

D-葡萄糖依次经欧文氏菌、棒杆菌发酵生成维生素 C。该法工序简单,但在原料和菌体处理等

方面均有待改进提高,尚未能应用到工业生产中去。

一步发酵法是在新二步发酵法的基础上,利用生物技术,采用重组

DNA 技术,构成工程菌,实

现从

D-葡萄糖到 2-KGL 的一步发酵。

[1]

目前,该方法尚处于研究之中。

1.2 山梨醇发酵

山梨醇发酵上世纪

70 年代初,我国的尹光琳等发明了二步发酵法的新工艺,它是目前唯一成功

应用于

VC 工业生产的微生物转化法

[1]

,是通过生物发酵得到

2-酮-L-古洛糖酸,这有别于莱氏合成法

中的化学合成,其发酵成分较莱氏合成法更多。

[20-22]

其发酵路线如图

2(仅为发酵过程的一部分,其余

过程与莱氏法相同)。

2