第十五组的生产工艺

第十五组的生产工艺第1页，共26页，2023年，2月20日，星期三组员：邵义华刘梅张代龙制作人：刘梅讲解：邵义华第2页，共26页，2023年，2月20日，星期三目录概述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，2023年，2月20日，星期三维生素C

又名抗坏血酸（Ascorbicacid）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，以及用作辅助药物治疗。

一概述第4页，共26页，2023年，2月20日，星期三食物中维生素c的含量：第5页，共26页，2023年，2月20日，星期三（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，2023年，2月20日，星期三

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)、物理性质第7页，共26页，2023年，2月20日，星期三

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

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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，2023年，2月20日，星期三（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

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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，2023年，2月20日，星期三

1、长期服用每日2～3g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600mg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，2023年，2月20日，星期三二、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，2023年，2月20日，星期三（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，2023年，2月20日，星期三化学合成：工艺第15页，共26页，2023年，2月20日，星期三（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、烯醇化二步发酵法合成维生素C的工艺路线第16页，共26页，2023年，2月20日，星期三化学合成工艺：第17页，共26页，2023年，2月20日，星期三该法在工艺程序，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，2023年，2月20日，星期三（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）、一步发酵法内脂化、烯醇化第19页，共26页，2023年，2月20日，星期三（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，2023年，2月20日，星期三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、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，2023年，2月20日，星期三综上所述，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，2023年，2月20日，星期三三、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，2023年，2月20日，星期三厌氧生物法工艺流程例如：第24页，共26页，2023年，2月20日，星期三四、维生素C测定—氧化还原滴定法

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