二步发酵法生产维生素C - 副本讲解

微生物生产维生素C的发酵工艺优化与控制-----维生素C二步发酵培养基优化实验方案20 世纪 70 年代初，我国科学家尹光琳等建立了一种工业生产 VC 的混菌发酵工艺，因其由两个发酵步骤组成，故又称为“二步发酵法”。

虽然该方法涉及二步三种菌，菌种传代困难，不能直接把葡萄糖作为发酵原料，但该方法仍是目前唯一成功应用于大规模工业生产V-c的微生物转化法，得到国内外V-c生产商的高度评价，先后在中国、欧洲、日本和美国等申请了专利，并于上世纪80年代向全球最大的维生素生产商———瑞士Roche公司进行了技术转让。

二步发酵法第2步发酵过程中，作为产酸菌的氧化葡萄糖酸杆菌起到糖酸转化的作用，但单独存在的转化率很低；作为伴生菌的巨大芽孢杆菌不具有糖酸转化的能力，但可以促进前者提高转化效率。

由于其有关酶系和混菌发酵过程中菌体代谢机理尚不十分明确，故二步发酵法有待进一步深入研究。

本实验方案主要从发酵培养基优化方面入手，采用正交设计方法，对发酵培养基中的主要营养成分配比开展研究，并对得到的最优组合进行了验证和讨论。

维生素C的生产工艺菌种选择维生素C工业生产中,高效菌株的选育是提高产率的关键。

氧化葡萄糖酸杆菌为产酸菌,但单独培养传代存活率及产2-酮基-L-古龙酸能力均较低,只有与伴生菌混合培养才可促使其快速生长和产酸。

作为伴生菌的菌株较多,生产上应用的主要有假单孢菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌等。

优良伴生菌———在混合菌发酵过程中,大菌所起的作用仅仅是促进小菌的生长,而对产酸的促进作用是因使小菌密度提高的结果。

用紫外线诱变法处理巨大芽孢杆菌与氧化葡萄糖酸杆菌，混合发酵生产2-KLG的山梨糖转化率高达90%。

故选择巨大芽孢杆菌作为大菌，氧化葡萄糖酸杆菌为小菌。

培养基维生素C的培养基包括碳源（葡萄糖）、氮源（玉米浆）、前体（D-山梨醇）、无机盐等（CaCO3）等。

玉米浆具有酸性性质，需要用磷酸缓冲液调节PH。

➢移入三角瓶种液培养基，29-33 ℃振荡培养24h，➢产酸量在6-9mg/mL，pH降至7以下，镜检正常无杂菌⏹发酵部分➢一级种子罐加料➢控温29-30 ℃，压强0.05MPa，pH6.7-7.0➢二级种子罐培养，➢发酵终点：温度31-33℃，pH7.2，残糖量<0.8mg/mL ➢两步发酵收率78.5%⏹提取部分➢一次交换盐酸酸化，调菌体蛋白等电点，沉降4h以上上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱当流出液pH为3.5时，收集交换液，控制pH交换完，纯水冲柱➢加热过滤合并流出液和洗液调pH至蛋白等电点加热至70℃，加0.3%活性炭升温至90-95℃，保温10-15min，使蛋白凝结停止搅拌，快速冷却，高速离心➢二次交换上清液打入二次交换柱洗脱，至流出液pH=1.5时，收集交换液控制pH1.5-1.7之间。

交换完毕，洗柱➢减压浓缩二次交换液进行一级浓缩控制真空度、内温，至浓缩液的相对密度达1.2出料同样条件二次浓缩，至尽量干加少量乙醇，冷却结晶甩滤，冰乙醇洗涤得2-酮基-L-古龙酸（℃）收率80%3、反应条件及影响因素⏹山梨糖的影响➢山梨糖初浓度过高，将抑制菌体生长，使发酵收率降低➢从生产角度考虑，保证尽可能高的酸度，需山梨糖初浓度越高越好➢较适宜为80mg/mL➢采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法，来提高产物的浓度。

⏹溶解氧浓度的影响➢溶解氧浓度影响好氧菌的活性➢产酸前期应处于高溶氧浓度➢产酸中期，溶氧浓度为3.5-6.0mg/mL➢产酸后期，耗氧量减少。

⏹pH的影响➢pH过低（<6.4）不利于发酵➢控制pH6.7-7.94、注意事项及“三废”处理⏹调好等电点是凝聚菌体蛋白的重要因素⏹树脂再生直接影响2-酮基-L-古龙酸的提取，其标准为进出酸差在1%以下，无Cl-⏹浓缩时，温度控制在45℃左右较好，以防止跑料和炭化⏹三废处理。

➢母液回收、浓缩、结晶甩滤，提高收率➢废盐酸回收后可再用于第一次交换⏹浓缩时，温度控制在45℃左右较好，以防止跑料和炭化⏹三废处理。

二步发酵法生产维生素c的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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维生素c的生产工艺流程维生素C，也称为抗坏血酸，是一种重要的维生素。

维生素C在人体中具有多种功效，如提高免疫力、促进胶原蛋白合成等。

维生素C主要通过化学合成的方式进行生产，以下是维生素C的生产工艺流程的简要介绍。

第一步：原料准备维生素C的主要原料是葡萄糖。

葡萄糖经过水解处理，得到葡萄糖浆。

葡萄糖浆中含有葡萄糖、杂质和微生物等成分，因此需要进行进一步的净化处理。

通过蒸馏、过滤等方法，将葡萄糖浆进行净化，得到高纯度的葡萄糖溶液。

第二步：发酵过程葡萄糖溶液加入微生物菌种，进行发酵过程。

常见的微生物菌种有枯草杆菌、乳酸杆菌等。

发酵过程中，微生物利用葡萄糖进行代谢，产生大量的维生素C。

发酵过程包括投料、发酵、分离等步骤。

发酵时间通常需要几天到几周不等，具体时间根据微生物株的选择和工艺参数的调节。

第三步：分离提纯发酵液经过发酵后，得到了含有维生素C的液体。

为了获得纯度较高的维生素C产品，需要对发酵液进行分离和提纯。

分离过程通常包括压滤、离心和过滤等步骤，用以将发酵液中的细胞颗粒和固体杂质去除。

分离处理后得到的液体经过浓缩、水解等步骤得到含有较高浓度的维生素C的溶液。

第四步：结晶将浓缩的维生素C溶液进行结晶处理。

结晶是利用维生素C在特定条件下的溶解度差异，通过控制温度和浓度的变化，将维生素C从溶液中结晶出来。

通常采用罐体结晶或连续结晶的方法。

结晶后，将维生素C晶体进行过滤、洗涤和干燥等处理，最终得到符合质量标准的维生素C产品。

第五步：包装最后一步是对维生素C产品进行包装。

维生素C通常以粉末或颗粒的形式出售。

将维生素C产品装入合适的包装袋或容器中，根据市场需求确定合适的包装规格。

同时，对于粉状维生素C产品，还需要进行密封和真空包装，以延长产品的保质期。

以上是维生素C的生产工艺流程的简要介绍。

随着科技的进步，生产工艺也在不断优化和改进，以提高产量、质量和效益。

维生素C是一种重要的营养物质，生产工艺的不断改进和优化，有助于满足市场需求，提高人们的生活质量。

vc两步发酵生产法名词解释VC两步发酵生产法名词解释1. VC（维生素C）VC，全称为维生素C（Vitamin C），是一种水溶性维生素，对人体的生理功能具有多种重要作用。

维生素C主要存在于柑橘类水果、蔬菜等食物中，也可通过药物形式进行补充。

2. 发酵生产法发酵生产法是利用微生物在特定条件下，通过代谢作用产生有用的产物的一种生产方法。

它是一种相对简单且经济高效的工艺，可用于大规模生产各种有机化合物。

3. VC两步发酵生产法VC两步发酵生产法是一种利用微生物发酵合成维生素C的新技术。

该方法通过两个步骤的连续发酵过程，将经济有效的二氧化碳转化为维生素C。

第一步酶法发酵第一步是利用工程菌株进行酶法发酵，将经济有效的底物（如果糖）转化为3酮-L-双酸（THK），这是VC合成的关键中间体。

举例解释：在酶法发酵中，工程菌株被添加到培养基中，通过代谢底物果糖，产生3酮-L-双酸。

第二步化学法转化第二步是利用化学方法将3酮-L-双酸转化为维生素C。

通过加入适当的还原剂，如草酸，将3酮-L-双酸还原为维生素C。

举例解释：在化学法转化中，加入适量的草酸作为还原剂，将3酮-L-双酸转化为维生素C。

通过以上两个步骤的连续发酵和化学转化，VC两步发酵生产法能够高效地合成维生素C，为维生素C的大规模生产提供了一种新的技术途径。

4. 工程菌株工程菌株是经过基因工程改造的微生物菌株，通常是利用基因技术将目标基因导入到微生物中，在其基因组中引入新的功能。

举例解释：常用的工程菌株包括大肠杆菌和酿酒酵母等，通过基因工程技术将维生素C合成途径中的相关基因导入到这些菌株中，使其能够进行维生素C的生产。

5. 底物底物是发酵过程中微生物代谢的原料，通常是一种有机物或糖类物质，提供能量和碳源供微生物利用。

举例解释：在VC两步发酵生产法中，底物可以是果糖，通过菌株代谢果糖产生的代谢产物3酮-L-双酸是VC合成的关键中间体。

6. 还原剂还原剂是一种化学物质，具有还原其他物质的能力，即能够给予电子进而还原其他物质。

维生素C-步发酵菌种生产工艺的优化作者：何鉴清黄建民刘杰胡少斌来源：《科技资讯》 2011年第28期何鉴清黄建民刘杰胡少斌(江苏江山制药有限公司江苏靖江 214500)摘要:通过对维生素C一步发酵菌种生产工艺的优化,可简化一步菌种生产工艺流程和有效地防止菌种衰退,降低生产成本。

关键词:维生素C 黑醋菌一步发酵培养基种液茄瓶中图分类号:Q57 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)10(a)-0104-01维生素C大规模工业化生产采用“二步发酵法”[1],第一步是用生黑葡糖杆菌将D-山梨醇发酵转化为L-山梨糖,简称“一步发酵”;第二步是由氧化葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌经适宜协调混合培养,将L-山梨糖转化为维生素C的前体2-酮基-L-古龙酸(2-KLG),简称“二步发酵”。

本文结合生产试验对一步发酵菌种生产工艺做进一步探讨。

1 材料与方法1.1 菌种生黑葡糖杆菌(GLuconobacten melanogenus俗称黑醋菌)为江苏江山制药有限公司菌种室保藏菌种。

1.2 培养基种液培养基,固体培养基,发酵瓶培养基均采用工业生产上的配方,120℃,0.1MPa,灭菌30min。

1.3 一步发酵黑醋菌生产工艺流程传统工艺:冷冻管→种液平皿上划曲线→搭茄瓶→种液→进入种子罐。

(1)种液制备:从培养好的黑醋菌茄瓶斜面上刮1～2环,接入装有种液培养基的摇瓶中,180r/min,30℃振荡培养18h～24h,用斐林法测定山梨糖含量在100mg/ml以上,pH5.1,镜检不染菌。

(2)茄瓶制备:用上述种液在固体培养基(种液平皿)上划曲线,30℃恒温箱培养48h,在培养好的种液平皿上用接种针挑起聚集在一起黑醋菌菌团几环,接入茄瓶的空白斜面上,涂匀,30℃恒温箱培养48h。

(3)发酵瓶培养:按8%的接种量将种液接入发酵瓶培养基中,180r/min,30℃振荡培养16h、18h、24h分别从发酵瓶中取样,用斐林法测定山梨糖含量。

维生素C的制备--浅析两步发酵法生产维生素C技术㈠维生素C简介中文名称：维生素C英文名称：vitamin C其他名称：抗坏血酸(ascorbic acid)定义：显示抗坏血酸生物活性的化合物的通称，是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富。

在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病。

结构式：物理性质外观：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°化学性质分子式：C6H8O6分子量：176.13IUPAC名：2,3,4,5,6-五羟基-2-己烯酸-4-内酯酸性，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。

［1］㈡两步发酵法制备维生素C：历史：我国从1969年开始在微生物发酵-化学合成法的基础上进行维生素C二步发酵生产工艺的研究，在1974年取得很大成功，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。

意义：两步发酵法生产维生素C，实质上是通过微生物发酵法代替莱氏法中的化学合成阶段，避免了丙酮，酸，碱或苯等有机溶剂的大量使用。

其工艺是D-葡萄糖以为原料，经催化氧化得D-山梨醇，然后经两步发酵（微生物氧化）得2-酮基-古龙酸，再经转化得葡萄糖。

目前在我国已应用于生产，因其简化和缩短了莱氏法，加快了维生素C的生产速度，具有一定的优越性。

［2］制备流程：（1）D-山梨醇的制备原理：D-山梨醇是己六醇化合物，含有4个手性碳原子，具有D-葡萄糖的构型，故将D-葡萄糖C-1上的醛基还原成醇基而制得［3］［4］工艺过程：将水加热至70-75℃，在不断搅拌下，逐渐加入葡萄糖至全溶，制成50%葡萄糖水溶液，再加入活性炭75，搅拌10min,滤去碳渣，然后用石灰乳液调节PH 至8.4。

料液压到氢化釜！，加入骨架镍催化剂（葡萄糖量的20%），通入氢气，于3.43MPa ，140反应至不吸收氢气为反应终点，料液先静置沉降，除去催化剂，再经离子交换树脂,活性炭处理后，减压浓缩至浓度60%-70%的无色或淡黄色透明的黏稠液体。