维生素生产工艺课件

第十三章维生素发酵生产工艺第一节维生素概述第二节维生素C的生产工艺第一节维生素概述维生素是维持人体正常生理功能所必须的一类有机化合物。它们种类繁多、性质各异，基本上可分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类，并具有以下共同特点：(1)维生素或其前体都在天然食物中存在，但是没有一种天然食物含有人体所需的全部维生素。(2)它们在体内不提供热能，一般也不是机体的组成成分。(3)它们参与维持机体正常生理功能，需要量极少，通常以毫克、有的甚至以微克计，但是绝对不可缺少。(4)它们一般不能在体内合成，或合成的量少，不能满足机体需要，必须经常由食物供给。维生素命名维生素有三种命名系统。一是按发现的历史顺序，以英文字母顺次命名，如维生素Ａ、维生素Ｂ、维生素Ｃ、维生素Ｅ等；二是按其特有的功能命名，如抗干眼病维生素、抗癞皮病维生素、抗坏血酸等；三是按其化学结构命名，如视黄醇、硫胺素、核黄素等。三种命名系统互相通用。脂溶性维生素与水溶性维生素的不同点脂溶性维生素水溶性维生素化学组成仅含C,H,O除C,H,O外，有的尚有N,S,Co等元素溶解性溶于脂肪及脂溶剂溶于水吸收、排泄随脂肪经淋巴系统吸收，从胆汁少量排泄经血液吸收过量时，很快从尿中排出积存性摄入后，大部分积存在体内一般在体内无积存缺乏症出现时间缓慢较快毒性大剂量摄入(6-10倍RDA)易引起中毒几无毒性，除非极大量维生素生产工艺研究维生素的结构无相似之处，主要有三种生产方式：微生物发酵化学合成天然提取一、抗坏血酸(维生素C)的生产工艺1．结构抗坏血酸即维生素C。它具有酸性和强还原性，为高度水溶性维生素。此性质归因于其内酯环中与碳基共轭的烯醇式结构。天然的抗坏血酸是L-型。其异构体D-型抗坏血酸的生物活性大约是L-型的10％，常用于非维生素的目的，例如在食品加工中作为抗氧化剂等添加于食品之中。抗坏血酸易氧化脱氢形成L-脱氢抗坏血酸。因其在体内可还原为L-抗坏血酸，故仍有生物活性。其活性约为L-抗坏血酸的80％。抗坏血酸可参与体内氧化还原反应，并且是体内一种重要的抗氧化剂。它作为抗氧化剂可以清除自由基，在保护DNA、蛋白质和膜结构免道损伤方面起着重要作用。此外，抗坏血酸在细胞内作为铁与铁蛋白间相互作用的一种电子供体，可使三价铁还原为二价铁而促进铁的吸收。对改善缺铁性贫血有一定的作用。它还可提高机体的免疫机能和应激能力。至于对大剂量服用维生素C预防疾病的观点颇有争论。尤其是近年来有不少报道大剂量服用维生素C对机体不利，如每日摄取维生素C2~8g可出现恶心、腹部痉挛、腹泻，铁吸收过度、红细胞破坏及泌尿道结石等副作用，并可能造成对大剂量维生素C的依赖性，故不推荐常规大剂量摄取维生素C。3．稳定性抗坏血酸是最不稳定的维生素，影响其稳定性的因素很多，包括温度、pH、氧、酶、金属离子、紫外线、x—射线和—射线的辐射，抗坏血酸的初始浓度、糖和盐的浓度，以及抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的比例等。既然影响因素如此之多，要清楚了解其降解途径和各种反应产物很不容易。目前对上述反应机制的确定，除了测定被分离产物的结构之外，则是在pH＜2、高浓度条件下的模拟体系中进行动力学和物理化学测定的结果。(2)温度如前所述，抗坏血酸在冷冻或冷藏时，特别是在-7~-18℃范围内有大量损失。但是，通常其稳定性随着温度的降低而增加。非柑橘类食品的最大损失主要在热加工期间。除烹调外加工时烫漂，沥滤的损失远远超过其它加工的损失。(3)食品添加剂在食品加工时常常要加人某些食品添加剂。例如在果蔬加工中添加漂白剂亚硫酸盐，它可降低抗坏血酸的损失。此外，在腌肉时添加发色剂亚硝酸盐则可破坏维生素C的活性生产工艺路线国际上采用莱氏法化学合成两步发酵工艺------我国独创-----主要生产工艺利用一种微生物将L-山梨糖转化为2-酮基-L古龙酸，再经化学转化生产维生素C，称为两步发酵工艺。此法使产品产量得到大幅度提高微生物两步发酵法第一步发酵黑醋酸杆菌（或弱氧化醋杆菌）经过二级种子扩大培养，种子液质量达到转种液标准时，将其转移至含有山梨醇、玉米粉、磷酸盐、碳酸钙等组分的发酵培养基中，在28～34℃下进行发酵培养。在发酵过程中可采用流加山梨醇的方式，其发酵收率达95％，培养基山梨醇浓度达到25％时也能继续发酵。发酵结束，发酵液经低温灭菌，得到无菌的含有的发酵液，作为第二步发酵的原料。

第二步发酵醋酸杆菌杆菌和芽孢杆菌搭配使用，经过二级种子扩大培养，种子液