课件：维生素发酵生产.ppt

（2）第二步发酵 A. 菌种 小菌为氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans）， 大菌可采用 巨大芽孢杆菌（Bacillus megateriam），称2980菌， 或蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus），称152菌， 或浸麻芽孢杆菌（Bacillus macerans），称169菌。 也可采用其他一些杆菌与小菌混合培养。 工业生产过程中使用最多的为2980及152混合菌。 第二步发酵采用的菌种为由大、小两株细菌组成的混合菌种。 氧化葡萄糖酸杆菌的主要特征为：细胞椭圆至短杆状，G-，无芽孢。30℃培养2d后大小为（0.5～0.7）μm ×（0.6～1.2）μm ，单个或成对排列。在葡萄糖培养基上生长极微弱，甘露醇培养基上生长良好。 （2） 第二步发酵 B. 培养基 种子培养基 酵母膏 0.3％ 牛肉胶 0.3％ 玉米浆 0.3％ 蛋白胨 1.0％ 尿素 0.1％ 山梨糖 2.0％ 另加某些无机盐 发酵培养基 玉米浆 0.5％ 尿素 0.1％ 无机盐 山梨糖 （3） 第二步发酵 C. 发酵过程特征 第二步发酵为混合菌种发酵。由于大、小菌两者的最适培养条件是不同的，所以其操作适宜条件是兼顾大、小菌两者的条件。通常操作温度为30℃；初始pH控制在6.8左右。该反应虽属氧化反应，但对氧的消耗并不很大。气升式发酵罐非常适合该发酵过程。溶氧浓度控制在20％即可。 山梨糖的初始浓度对产物的生成影响较大。间歇发酵时初始山梨糖浓度超过80 g/L，会对产物生成产生抑制。所以要取得高浓度2KGA，需采用高浓度山梨糖流加发酵方式。若采用建立在数学模型基础上的流加控制策略，可获得高浓度的2KGA，二步收率可达83％。 四、 生物合成法生产维生素的前景 对自然界中微生物及藻类进行广泛和深入的筛选和分离，以获得优良的生产菌株。 对现有生产菌株用突变等方法进行改造，以提高其生产能力。 利用基因重组技术，获得高产基因工程菌株。 宁医大总院心脑血管病医院消化内科 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 维生素发酵生产 维生素是一类性质各异的低分子有机化合物，是维持人体正常生理生化功能不可缺少的营养物质。 一、维生素的分类 维生素可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。 脂溶性维生素 名称 学名及俗名 生物作用 维生素A族 视黄醇 抗干眼病 维生素D2 麦角钙化醇 抗软骨病 维生素D3 胆钙化醇 抗软骨病 维生素E族 生育酚 抗不育 维生素F族 亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸 降胆固醇及防血栓 维生素K族 叶绿醌，合欢醌，α－甲基萘醌 抗出血 水溶性维生素 名称 学名及俗名 生物作用 维生素B1 硫胺素 抗神经类 维生素B2 核黄素 抗口角溃疡，唇炎 维生素B3族（维生素PP） 烟酸，烟酰胺 抗糙皮病 维生素B5 泛酸 抗癞皮病 维生素B6族 吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺 抗皮炎 维生素B9族 叶酸，黄嘌呤，赤嘌呤，蝶酸等 抗恶性贫血 维生素B12 钴胺素，氰钴氨素，羟钴胺素等 抗恶性贫血 维生素B13 乳清酸 抗早衰 维生素BT L－肉碱 营养强化剂 维生素C 抗坏血酸 抗坏血病 维生素H （维生素B8） 生物素 抗毛发脱落及脂肪代谢混乱 二、维生素的生产方法 生产维生素的方法有三种：提取法，化学合成法，生物合成法。 提取法是从富含维生素的天然食物或药用植物中浓缩、提取而得。目前只有极少数得维生素采用提取法。如维生素A原、维生素E等。 化学合成法是目前生产维生素得主要方法。 微生物发酵法和微藻类的生物转化法（统称生物合成法）发展非常快。 脂溶性维生素工业生产状况 维生素类别 化学合成法 提取法 生物合成法 世界产量 /（吨/年） 细菌 真菌 藻类 维生素A ＋ 2500 维生素D2 ＋ 维生素D3 ＋ ＋ 25 维生素E ＋ ＋ 6800 维生素F ＋ ＋ 1000 维生素K2 ＋ 2 水溶性维生素工业生产状况 维生素类别 化学合成法 提取法 生物合成法 世界产量 /（吨/年） 细菌 真菌 藻类 维生素B1 ＋ 2000 维生素B2 ＋ ＋ ＋ 2000 维生素B3 ＋ （＋） 8500 维生素B5 ＋ 维生素B6 ＋ 1600 维生素B8 ＋ （＋） 3 维生素B9 ＋ 300 维生素B12 ＋ 10 维生素B13 ＋ 100 维生素C ＋ ＋ 70000 三、维生素C生产工艺 1. 维生素C的合成方法 维生素C的合成方法主要有莱氏化学合成法和微生物发酵合成法两种。 （1）莱氏化学合成法 1933年德国Reichstein等人首先用化学合成法制取维生素C获得成功。 至今许多国家仍采用此方法或采用改进的莱氏法进行工业生产。 该方法以D－山梨醇作原料，需经四大步反应，才能得到维生素C产品。 D-山梨醇经黑醋菌（Gluconobacter