《维生素C生产工艺ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《维生素C生产工艺ppt课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。概概 述述 u 基本概念基本概念 维生素是生物体内一类量微、化学结构各异，具有特殊功能的小分子有机化维生素是生物体内一类量微、化学结构各异，具有特殊功能的小分子有机化合物，它们大多需从外界摄取。维生素有以下特点：合物，它们大多需从外界摄取。维生素有以下特点： （1 1）维维生生素素是是天天然然食食物物中中的的一一种种成成分分，是是一一种种活活性性物物质质，对对机机体体代代谢谢起起调调节节和和整合作用。整合作用。 （2 2）维生素需求量很小。）维生素需求量很小。 （3 3）大多数维生素在体内不能合成，要从外界摄取。）大
2、多数维生素在体内不能合成，要从外界摄取。 （4 4）绝大多数维生素是通过辅酶或辅基的的形式参与体内酶促反应体系。）绝大多数维生素是通过辅酶或辅基的的形式参与体内酶促反应体系。 （5 5）人体内维生素缺乏时，会发生一类特殊的疾病，称）人体内维生素缺乏时，会发生一类特殊的疾病，称“维生素缺乏症维生素缺乏症”。维。维生素并不是补品，人体每日需要量是一定的，多摄入并不一定好，使用不当，生素并不是补品，人体每日需要量是一定的，多摄入并不一定好，使用不当，反而会导致疾病。反而会导致疾病。 6/4/20221生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿
3、模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 维生素分为脂溶性和水溶性两大类。维生素分为脂溶性和水溶性两大类。 脂溶性：脂溶性：维生素维生素A A，D D，E E，K K，Q Q和硫辛酸等。和硫辛酸等。 水溶性：水溶性：维生素维生素B B1 1、B B2 2、B B6 6、B B1212、烟酸、泛、烟酸、泛 酸、叶酸、生物素和维生素酸、叶酸、生物素和维生素C C等。等。 概概 述述 6/4/20222生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。u 维生素与辅酶、辅基的关系维生素与辅酶、辅基的关系 长
4、期以来，人们就认识到食物中缺乏某种维生素，会长期以来，人们就认识到食物中缺乏某种维生素，会导致某种疾病，维生素在机体的代谢中起着十分重要的作导致某种疾病，维生素在机体的代谢中起着十分重要的作用，后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅用，后来陆续发现大部分维生素或者其本身就是辅酶、辅基，或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素基，或者是辅酶、辅基的组成部分。例如维生素B B1 1（硫胺硫胺素），它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸（素），它在体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸（TPPTPP），是），是酮酸氧化脱羧酶的辅酶，又如泛酸，其辅酶形式是酮酸氧化脱羧酶的辅酶，又如泛酸，其辅酶形式是C CO O
5、A A，是转乙酰基酶的辅酶。是转乙酰基酶的辅酶。 概概 述述 6/4/20223生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。u 生产方法生产方法 （1 1）化学合成法）化学合成法 烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素B B1 1、B B6 6、D D、E E、K K等。等。（2 2）发酵法）发酵法 B B1212、B B2 2，维生素维生素C C和生物素，维生素原等。和生物素，维生素原等。（3 3）生物提取法）生物提取法 从猪心中提取辅酶从猪心中提取辅酶Q Q1010，从槐花米中提
6、取芦丁，从提取链从槐花米中提取芦丁，从提取链霉素后的废液中提取霉素后的废液中提取B B1212等。等。 概概 述述 6/4/20224生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。维生素维生素C C生产工艺生产工艺u 维生素维生素C C 又名抗坏血酸（又名抗坏血酸（Ascorbic acidAscorbic acid）是细胞氧化是细胞氧化- -还原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反应中的催化剂，它释放两个氢原子后变成氧化型维生素素C C，有供氢体存在时，脱氢抗坏血酸可以接受两个氢
7、原有供氢体存在时，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。伤和骨折愈合，以及用作辅助药物治疗。 6/4/20225生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。维生素维生素C生产工艺生产工艺 1 1、化学结构和性质、化学结构和性质 维维生生素素C(C(多多羟羟基基不不饱饱和和内内酯酯衍衍
8、生生物物) )分分子子中中有有两两个个手手性性碳碳原原子子，故故有有4 4种种光光学学异异构构体体，其其中中L L（+ +）抗抗坏血酸效果最好，其他三种临床效果很低或无效。坏血酸效果最好，其他三种临床效果很低或无效。6/4/20226生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 1 1、化学结构和性质、化学结构和性质 白白色色粉粉末末，无无臭臭、味味酸酸、熔熔点点190-192190-192，易易溶溶于于水水，略略溶溶于于乙乙醇醇，不不溶溶于于乙乙醚醚，氯氯仿仿及及石石油油醚醚等等。它它是是一一种
9、种还还原原剂剂，易易受受光光、热热、氧氧等等破破坏坏，尤尤其其在在碱碱液液中中或或有有微微量量金金属属离离子子存存在在时时，分分解解更更快快，但但干干燥结晶较稳定燥结晶较稳定。 维生素维生素C生产工艺生产工艺6/4/20227生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。维生素维生素C生产工艺生产工艺2 2、莱氏法、莱氏法化学合成工艺化学合成工艺6/4/20228生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删
10、除。（1 1）工艺路线）工艺路线转化 酸化 HCl氧 化 NaOH, O2, KMnO4 酮化 H2SO4丙酮加氢 H2D-葡萄糖D-山梨醇双丙酮-L-山梨糖维生素CL-山梨糖酶菌氧化 O2双丙酮-L-古龙酸2-酮-L-古龙酸维生素维生素C生产工艺生产工艺6/4/20229生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（2）工艺过程）工艺过程 山山梨梨醇醇发发酵酵菌菌种种 醋醋酸酸菌菌属属可可使使山山梨梨醇醇氧氧化化成成山山梨梨糖糖，一一般般用用A. Suboxyclans和和A. Melangen
11、um。 发发酵酵条条件件 温温度度为为26-30，最最适适pH为为4.4-6.8。pH4.0以以下下菌菌的的活性受影响。活性受影响。 用用0.5%酵酵母母浸浸膏膏为为主主要要营营养养源源，山山梨梨醇醇浓浓度度为为19.8%，通通气气量量1800ml/min，30培养培养33h，山梨糖收率可达，山梨糖收率可达97.6%。 氮源：氮源：无机氮源不能利用，使用有机氮源。无机氮源不能利用，使用有机氮源。 金金属属离离子子的的影影响响：Ni2+、Cu2+能能阻阻止止菌菌的的发发育育，铁铁能能妨妨碍碍发发酵酵，为为了了使使发发酵酵顺顺利利进进行行，需需用用阳阳离离子子交交换换树树脂脂将将山山梨梨醇醇中中的
12、的金金属属离离子子去去掉。掉。 6/4/202210生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 整个合成过程中必须保持第整个合成过程中必须保持第4位碳原子的构型不变；位碳原子的构型不变；维生素维生素C的总收率约的总收率约60%。 C-4内酯化、内酯化、C-2烯醇化：烯醇化： 酸转化：配料比酸转化：配料比2-酮基酮基-L-古龙酸：古龙酸：38%盐酸：丙盐酸：丙酮酮=1：0.4：0.3 （质量（质量/体积）体积） 碱转化：先形成碱转化：先形成2-酮基酮基-L-古龙酸甲酯，加古龙酸甲酯，加NaHCO3
13、 转化生成维生素转化生成维生素C钠盐，经氢型离子交换树脂酸化，钠盐，经氢型离子交换树脂酸化，在在50-55下减压烘干，得粗品维生素下减压烘干，得粗品维生素C。6/4/202211生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 3、两步发酵工艺6/4/202212生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 3、两步发酵工艺2-酮-L-古龙酸内酯化，烯醇化 生物转化 假单孢菌D-山梨醇维生素C（L-抗坏血
14、酸）L-山梨糖氧化 醋酸杆菌6/4/202213生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 3、两步发酵工艺（1）D-山梨醇的化学合成山梨醇的化学合成 50%葡萄糖溶液在葡萄糖溶液在75下加入活性炭，用石灰乳液调节下加入活性炭，用石灰乳液调节pH8.4，加镍催化剂，通氢气，压力，加镍催化剂，通氢气，压力3.43MPa ，反应温度，反应温度140。反应结束后，静置沉降出去催化剂，反应液经离子交。反应结束后，静置沉降出去催化剂，反应液经离子交换树脂、活性炭处理后，减压浓缩，得到含量换树脂、活性炭处理
15、后，减压浓缩，得到含量60-70%的的D-山山梨醇，无色透明或微黄色透明粘稠液体，收率约梨醇，无色透明或微黄色透明粘稠液体，收率约97%。6/4/202214生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 3、两步发酵工艺（2） 2-酮酮-L-古龙酸的微生物发酵古龙酸的微生物发酵 第一步发酵：黑醋酸杆菌（从第一步发酵：黑醋酸杆菌（从D-山梨醇到山梨醇到L-山梨糖）山梨糖） 第二步发酵：葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌混合培养第二步发酵：葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌混合培养发酵罐：气升式反应器，发酵罐：气升式
16、反应器，100立方米。立方米。（3） 2-酮酮-L-古龙酸的分离纯化古龙酸的分离纯化 发酵液中：发酵液中：2-酮酮-L-古龙酸古龙酸8%，杂质有菌丝体、蛋白质，杂质有菌丝体、蛋白质和悬浮的固体颗粒等。除杂操作：加热、离心。和悬浮的固体颗粒等。除杂操作：加热、离心。6/4/202215生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及辅酶类药物维生素及辅酶类药物文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 莱氏法是最早生产维生素莱氏法是最早生产维生素C的方法的方法,其以葡萄糖为原料其以葡萄糖为原料,先经黑醋菌发酵生成先经黑醋菌发酵生成L-山梨糖山梨糖,再经丙酮化及再经丙酮化及NaClO 氧化、氧化、水解得到水解得到2-酮酮-L古龙酸钠古龙酸钠,然后进行化学合成得到维生素然后进行化学合成得到维生素C。 此法存在着很多缺陷此法存在着很多缺陷,如生产工艺复杂、劳动强度大、如生产工艺复杂、劳动强度大、生产环境恶劣、易对人体造成伤害生产环境恶劣、易对人体造成伤害,因此人们不断对此工艺因此人们不断对此工艺进行改进。进行改进。6/4/202216生物制药工艺学生物制药工艺学维生素及
