利用生黑葡萄糖酸杆菌将D-山梨醇转化为L-山梨糖.PPT

发酵工程课程 目录 一 .VC的概述 富含维生素C的食物 维生素C生产概况 20世纪30年代以前，是从柠檬中提取。 二.VC的生产工艺 （一）、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。 莱氏法发酵 （1）菌种的获得?? 以D-葡萄糖为原料，加氢催化生成D-山梨醇，再加入醋酸菌，将山梨醇氧化成山梨糖，常使用的醋酸菌是A．suboxyclan和A．melangenum 莱氏法的不足 莱氏法存在着很多缺陷,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,因此人们不断对此工艺进行改进。 70 年代初,我国首先研究出两步发酵法,其先进性得到世界公认,它是以生物氧化过程代替莱氏路线的部分化学合成过程,进而合成维生素C。 两步发酵法 工艺流程 二步发酵法的整个工艺流程可分为发酵、提取、转化三部分 二步发酵菌种及发酵工艺说明 第一步发酵： D-葡萄糖高压加氢制成D-山梨醇（发酵主要原料）； 利用生黑葡萄糖酸杆菌将D-山梨醇转化为L-山梨糖 第二步发酵： 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。 第二步发酵过程特征 步骤：第一步生成的L-山梨糖于80℃加热10min，再按一定比例加入消毒辅料（玉米浆、尿素、无机盐） 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。发酵pH控制在4.4-6.8。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20－30％即可。 发酵过程中，生物量大量生成，对氮源需求量增加。及时补充氮源，用尿素调节。 2-KLG的分离提纯 二步发酵法两次发酵以后,发酵液中仅含8%左右的2-KLG,而残留菌丝体、蛋白质、多糖或悬浮微粒等杂质的含量却很高。这给2-KLG的分离提纯带来了很大困难,致使后处理费用占总成本的比例较大。 2-KLG转化为维生素C 酸转化：传统的酸转化法是采用浓HCl将2一酮基一L一古龙酸直接转化成维生素C实验。由于该方法严重腐蚀设备，污染环境。影响产品质量，目前已普遍改用碱转化法。 将两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。 （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。 * * 维生素C的生产工艺 演讲人： 1.维生素C的概述 2.维生素C的生产工艺 维生素C（Vitamin C ，Ascorbic Acid）又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性维生素。 化学性质 分子式：C6H8O6；分子量：176.12u；酸性，具有较强的还原性，加热或在溶液中易氧化分解，在碱性条件下更易被氧化。 功能和用途 1.胶原蛋白的合成 2.坏血病 3.保护细胞、解毒，保护肝脏 4.提高人体的免疫力 5.治疗贫血 1928，Szent-Gyorgyi首先分离得到Vc。 1933德国Reichstein化学合成Vc成功－莱氏法。 70年代初又中科院微生物所和北京制药厂共同发明“二步发酵法”新工艺。70年代末应用工业生产。这一发明1985年转让给世界最大维生素生产公司－瑞士罗氏公司。这是我国建国以来最大的技术转让项目。 (一)、莱氏法 (二)、两步发酵法 (三)、新二步发酵法 (四)、一步发酵法 D-葡萄糖 H2/催化剂 D-山梨醇 发酵氧化 L-山梨糖 丙酮/硫酸 双丙酮-L-山梨糖 次氯酸钠 硫酸镍 双丙酮-2-酮基-L-古洛 糖酸 H3O+ 2-KGA 化学转化 维生素C 莱氏法合成维生素C的工艺路线 化学合成：工艺 （2）发酵第一步?? ??a.在进行发酵时采用的条件是温度为26～30℃，最适pH值为4.4～6.8。????? ??b．培养基的成分：? 0.5％酵母浸膏为主要营养源，山梨醇浓度为19.8％，通气量比1:1.8，30℃培养30～40h，收率可达97.6％。可采用流加山梨醇的方式发酵；有机氮提