第十五组的生产工艺

1、第十五组的生产工艺第1页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一组员：邵义华 刘梅 张代龙制作人：刘梅讲解：邵义华第2页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一目录概述VC的生产工艺综合利用与“三废”处理维生素C测定第3页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一维生素C 又名抗坏血酸（Ascorbic acid）是细胞氧化-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素C，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

2、物治疗。 一 概述第4页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一食物中维生素c的含量：第5页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一（一）、化学结构和性质 Vc的化学结构式：维生素C(多羟基不饱和内酯衍生物)分子中有两个手性碳原子，故有4种光学异构体，其中L（+）抗坏血酸效果最好，其他三种临床效果很低或无效。第6页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一 外观：无色晶体 熔点：190 - 192 沸点：（无） 紫外吸收最大值：245nm 荧光光谱：激发波长无nm，荧光波长无nm 溶解性：水溶性维生素 比旋度：+20.5至+21.5(二)、物理性质

3、第7页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一 Vc 的分子模型： （三）、化学性质IUPAC名：2,3,4,5,6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯 分子式：C6H8O6 第8页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一 水溶性、酸性、还原性、水解性酸性：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，为己糖衍生物 水溶性：易溶于水还原性：具有较强的还原性，维生素C可以是氧化型，又可以是还原型存在于体内，所以可作为供氢体，又可作为受氢体，在体内氧化还原过程中发挥重要作用。 水解性:易水解第9页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星

4、期一（四）、VC的功效胶原蛋白的合成 治疗坏血病 预防牙龈萎缩、出血 预防动脉硬化 抗氧化剂 治疗贫血 防癌 保护细胞、解毒，保护肝脏 提高人体的免疫力 提高机体的应急能力 第10页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一 1.治疗感冒2.治疗动脉粥样硬化3.治疗慢性肝炎4.治疗手脱皮5.治疗单纯性口腔炎（五）、临床新用途第11页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一 1、长期服用每日23g可引起停药后坏血病。 2、长期应用大量维生素C偶可引起尿酸盐、半胱氨酸盐或草酸盐结石。 3、大量应用（每日用量1g以上）可引起腹泻、皮肤红而亮、头痛、尿频（每日用量600m

5、g以上时）、恶心呕吐、胃痉挛。 （五）副作用以前认为，维生素c的毒性很小，即使口服过量，也仅仅发生轻微的恶心、呕吐、腹泻等。但近年来根据临床观察及动物实验，证明过量服用维生素c，会出现一系列的不良反应 第12页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一二、vc的生产工艺(一)、莱氏法(二)、两步发酵法(三)、新二步发酵法(四)、一步发酵法 第13页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一（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。 D-山梨醇H2/催化剂D-葡萄糖双丙

6、酮-2-酮基-L-古洛糖酸双丙酮-L-山梨糖维生素C2-KGAL-山梨糖发酵氧化丙酮/硫酸 次氯酸钠 硫酸镍H3O+莱氏法合成维生素C的工艺路线化学转化第14页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一化学合成：工艺第15页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一（二）、 二步发酵法二步发酵工艺是中国科学院微生物研究所和北京制药厂于1975年合作发明的，此法进一步发展了维生素C的生产，是目前唯一成功应用于维生素C工业生产的微生物转化法。第一步：D-葡萄糖L-山梨糖维生素C2-KGAL-山梨糖D-山梨醇H2/催化黑醋酸菌第二步：大菌、小菌混合发酵内脂化、烯醇化二步发

7、酵法合成维生素C的工艺路线第16页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一化学合成工艺：第17页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一该法在工艺程序，原料方面都有所简化，收率高，应用前途广，但存在中间产物不稳定，生产效率较低、成本高等问题。实现工业化生产还需进一步完善。 （三）、 新二步发酵法D-葡萄糖2，5-二酮-D-葡萄糖酸2-酮-L-古龙酸维生素C欧文菌棒杆菌新二步发酵法生产维生素C的工艺路线第18页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一（二）、 二步发酵法 二步发酵法合成维生素C的工艺路线D-葡萄糖D-山梨醇L-山梨糖维生素CH2/催

8、化黑醋酸菌内脂化、烯醇化大菌、小菌混合发酵第一步：第二步：L-山梨糖2-KGA二步发酵工艺是中国科学院微生物研究所和北京制药厂于1975年合作发明的，此法进一步发展了维生素C的生产，是目前唯一成功应用于维生素C工业生产的微生物转化法。D-葡萄糖2-KGA维生素C工程菌该法发展了新二步发酵法。通过一个基因工程菌将葡萄糖直接氧化生成维生素C前体2-酮基-L-古龙酸，技术路线简单。目前人们已经分离了棒状杆菌2，5-DKG还原酶基因并将该基因重组到欧文氏菌，从而使生产工艺简化为一步。随着重组技术的发展，一步发酵法将成为工业化生产VC的一条新途径。 一步发酵法生产维生素C的工艺路线（四）、 一步发酵法内

9、脂化、烯醇化第19页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一（五）、全化学合成方法三步法：将葡萄糖或葡萄糖醛酸内酯丙酮化、催化、氧化、水解还原成维生素葡萄糖为原料的缺点：丙酮用量大、须用昂贵的铂金属催化剂、收率低（25-28%）（六）、其他方法GLC技术DNA重组菌种第20页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一简化缩短的莱氏法 优点：1、缩短工序2、 降低了原料成本3、 节约了大量有机溶剂，减少了“三废”4、多数是液体物料，有利于机械化和自动化生产缺点：1、总收率较低（45-48%）2、发酵单位体积产率低(60mg/100mL)3、设备体积大，能耗大优点：1

10、、工艺成熟、产品质量好2、生产周期短，总收率高（66%）缺点：1、工序多，耗用原料多2、有易燃易爆有机溶剂3、对劳动保护和安全生产要求高莱氏法：两步发酵法 ：第21页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一 综上所述，目前二步发酵法是我国生产维生素C的主要工艺方法。随着分子生物学技术手段的发展，新二步发酵法和一步发酵法将是生产维生素C的主要工艺方法。第22页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一三、综合利用与“三废”处理 由于维生素C生产工艺的固有特点，使其生产过程中产生了大量高浓度废水，是环境的严重污染源之一。维生素C生产中的废水处理方法：1、厌氧生物法2、好氧生物法3、光合细菌法4、中和废水的循环利用及综合处理法等方法在废渣处理技术方面，开发了一系列用废渣生产有用产品（如饲料、活性炭等产品），变废为宝的技术方法。 第23页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一厌氧生物法工艺流程例如：第24页，共26页，2022年，5月20日，18点38分，星期一四、维生素C测定氧化还原滴定法 -该方法采用滴定法测