《VB2的生产工艺》PPT课件.ppt

阿舒假囊酵母等发酵产核黄素研究进展,一 ，简介 二，核黄素生产方法 三，核黄素的发酵工艺及优化 四，核黄素提取及测定方法 五，核黄素颗粒剂的制备 六，结语 七，参考文献,简介,核黄素( riboflavin)又名维生素B2，其分子式为C17H20N4O6，相对分子质量为376,是人和动物自身不能合成的低分子有机化合物。在生物体内, 它以黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸的形式存在, 直接参与碳水化合物、蛋白质、脂肪的生物氧化作用, 在生物体内具有多种生理功能,因而核黄素在食品、饲料、医药工业等方面具有广泛的应用前景。由于化学合成法较为复杂且成本高,因此,核黄素主要采用微生物发酵法进行生产。 目前广泛应用于工业化发酵产核黄素的菌株主要有阿舒假囊酵母(Eremothecium ashbyii)、棉阿舒囊霉(Ashbya gossypii)。针对阿舒假囊酵母产核黄素的发酵工艺已有一些报道,如前几年为了进一步提高核黄素的产量,惠明等提出适当减少EMP途径的碳架物质流而增加HMP途径的碳架物质与能量的代谢流,将有利于核黄素的过量合成。黄林等提出了发酵产生核黄素的最优发酵培养基配方。本文综述国内外在这方面的研究,管窥核黄素的生产发展。,核黄素生产方法,目前, 主要有4种核黄素生产工艺: 植物体提取法、化学合成法、微生物发酵法和半微生物发酵合成法，其中微生物发酵法是近数年来发展起来的一种经济有效的方法, 生产核黄素具有成本低、生产周期短、产品纯度较高等优点, 是国内外工业生产核黄素的发展趋势。广济药业目前是国内主要的一家使用一步发酵法生产核黄素的生产商，生产成本远低于其它使用半发酵/半合成方法的生产商。除了从自然界筛选核黄素高产菌株外, 核黄素生产厂商还十分重视抗反馈抑制突变株的选育和诱变育种。张星元等以60Co辐射的射线为诱变剂, 以核黄素合成代谢的中间产物的结构类似物为拮抗物, 从结构类似物抗性突变株中筛选到数株高产核黄素的突变株, 其中杀结核菌素抗性突变株T30，核黄素产量比出发菌株提高40%以上。近年来, 随着分子生物学技术的发展, 基因工程等先进手段已经应用于核黄素生产菌种育种中。,核黄素的发酵工艺及优化,核黄素微生物发酵法包括液体深层发酵方法和固体发酵方法,一般大规模工业生产核黄素主要采用液体深层发酵方法。惠明等在90%豆渣及10%麸皮的混合培养基上,采用固态发酵生产核黄素粗品(含量在1%左右) 作为饲料添加剂, 在固态发酵过程中添加碘乙酸、玉米浆、KH2 PO4 等物质, 可不同程度地有利于核黄素的合成。这几年黄林等采用L9 (43)正交设计对阿舒假囊酵母的发酵培养基进行优化，结果表明有机氮源对核黄素产量的影响最显著，优化后的发酵培养基配方为：葡萄糖50 g/L，酵母膏20 g/L，玉米浆20 g/L，KH2PO4 2.0 g/L，MgSO4 1.0 g/L，NaCl 1.0 g/L，此最佳配方下的核黄素产量达1145.67（82.08）mg/L，比原始发酵培养基配方下的核黄素产量提高了230.05%。最后，对阿舒假囊酵母摇瓶培养条件进行了研究，结果表明装液量为30 mL、接种量为5%、发酵培养基初始pH 值控制在6.0 时，所得到的核黄素产量最高。,核黄素的发酵工艺及优化,Venugopal Pujaria and T.S Chandra利用副产品原农工为核黄素生产的由紫外线的Eremothecium ashbyii紫外线- 18 - 57突变体的营养需求进行了优化,不像传统的培养基成分优化方法，统计技术随其中变数的水平同时改变，研究其对核黄素的生产集体效应。在成分的最佳浓度范围内培养基优化利用统计方法比未优化的媒介提高了约35的核黄素产量。E. Kalingan and Chung-Min Liao进行了一项研究，以确定各种低成本因素，他们在诱导核黄素产量更高，在不同浓度有机废弃物造成的影响，结果表明，核黄素诱导源浓度对核黄素产量在E. ashbyii生产中起重要作用。这里所获得的数据表明原料价格低廉，可通过大量的副产品，还有动物和鱼类资源原产有机废弃物农用工业可作底物。另外姚青青等通过筛选高通量的DHBPS抑制剂来提高产率 。,核黄素提取及测定方法,从发酵液中提取核黄素的方法主要有重金属盐沉淀法、Morehouse法、酸溶法和碱溶法工业生产中大多采用酸溶法。酸溶法提取核黄素的能耗较大, 经一次溶解、结晶获得的核黄素纯度只有60% 70%。核黄素测定一般采用微生物法、荧光比色法, 这些方法比较繁琐或特异性不够, 不能区分核黄素及其衍生物, 难以满足研究工作深入进行的需要，还有一种分光光度法(核黄素在波长444 nm处有最大吸收峰,测定在红光下操作)。随着高效液相色谱技术(HPLC) 分析技术的发展和应用, 国内外还建立了一些与此有关的测定发酵液中核黄素的分析方法如Diamonsil C18色谱柱法等等。,核黄素颗粒剂的制备,微生物发酵生产的核黄素需经过干燥才能制成核黄素成品, 常用的干燥方法主要有2种: 普通气流干燥法和喷雾干燥法。张粉艳等研究了核黄素发酵液喷雾干燥的新工艺, 采用不同喷嘴孔径可得到不同粒径的颗粒和固体回收率, 通过压力式喷雾器进行干燥制得固体核黄素超细粉末, 采用压力喷雾式雾化能生产小颗粒物料, 减少细粉飞扬, 从而提高干粉回收率, 且喷嘴制造简单, 加工方便, 在工业上有较广的应用。,结语,核黄素可用于很多方面，随着时代的发展, 人们生活水平的提高, 核黄素在临床治疗、饲料工业、食品工业及化妆品工业中均有着越来越广泛的应用。微生物发酵产核黄素是一种经济有效的生产工艺, 以其成本低、生产速度快、产品纯度高、易于自动化控制等优点,但是我国核黄素的生产整体上还是比国外发达国家落后，相信我们在不断取得长足进步的同时能树立信心把实践和技术更好的应用于此并赶上世界水平。我想应该从以下几个方面取得突破：通过诱变育种等方式筛选高通量和高产型突变株等改变细胞本身的性质来提高产量和产率，或者通过提高生产工艺比如优化培养基等方式提高产量，还有就是通过优化提取方法来提高产品的纯度和提取效率，相信以后在这几个方面会是研究的重点。,参考文献, 1 姚青青, 裘娟萍, 黄海婵.核黄素生物合成关键酶抑制剂的研究进展 J . 中国新药杂志,2010,19(22):2060-2065. 2 陈佩林, 赵 春. 微生物发酵产核黄素研究进展 J . 畜牧与兽医,2005,35(4):54-56. 3 黄 林， 程 新， 涂晓嵘，李昆太. 核黄素产生菌阿舒假囊酵母发酵条件的初步研究 J . 广东农业科学,2010,(6):148-150. 4 张星元, 王 琴. 代谢调节理论指导下的核黄素发酵条件 J . 无锡轻工大学学报, 1997, (4) : 126. 5 惠 明, 孙俊良, 张星元. Ecem othecium ashbyii T30过量合成核黄素发酵工艺条件研究 J . 饲料研究, 2000, (3) : 13-16 6 惠 明, 张星元. Ecem othecium ashbyii T30菌株固态发酵生产核黄素初品 J . 农牧产品开发, 1999, (7) : 25-27. 7 刘志文,黄 林,孔令宝,程 新,涂晓嵘,李昆太.促进因子对阿舒假囊酵母合成核黄素的影响 J . 江西农业大学学报，2010, 32 (2) : 0363 0367. 8 E. Kalingan and Chung-Min Liao.Influence of type and concentration of flavinogenic factors on production of riboflavin by Eremothecium ashbyii NRRL 1363 ScienceDirect,2001-08-26. 9 Venugopal Pujaria and T.S Chandra.Statistical optimization of medium components for enhanced