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。
1 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。
图
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