維生素是生物生長(cháng)和代謝所必需的微量有機物。雖然許多食物中含有多種維生素,但由于種種原因,仍然滿(mǎn)足不了人類(lèi)的需要。而許多微生物含有豐富的維生素,如酵母菌含有豐富的 B族維生素,大腸桿菌可在腸道中產(chǎn)生維生素B2,維生素B12和維生素K等各種維生素。因此,用微生物發(fā)酵方法生產(chǎn)維生素可以彌補維生素不足的缺陷。目前已有多種維生素都可用發(fā)酵法進(jìn)行生產(chǎn),如利用棉阿舒囊霉生產(chǎn)維生素B2,用謝氏丙酸桿菌生產(chǎn)維生素B12 等。近年來(lái),又發(fā)明了從抗生素及有機酸工業(yè)廢液中提取維生素新技術(shù)。在發(fā)酵生產(chǎn)維生素的領(lǐng)域中,特別值得介紹的是維生素C的發(fā)酵生產(chǎn)。
維生素C又名抗壞血酸,是人體必需的一種維生素,生理作用廣泛。人類(lèi)只能從食物中提取。如果機體缺乏維生素C,會(huì )引起維生素C缺乏癥。維生素C還廣泛用于食品工業(yè),常作為啤酒等酒類(lèi)、飲料的抗氧化劑而保持味道和顏色的穩定。此外,維生素C還常用作飼料添加劑。20世紀30年代以前,維生素C從檸檬中提取。 后采用萊氏法合成。 20世紀70年代開(kāi)始采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn),特別是我國首創(chuàng )的兩步發(fā)酵法,大大縮短了萊氏合成法。第一步發(fā)酵采用生黑葡糖桿菌或弱氧化醋桿菌菌種,將D-山梨醇轉化為L(cháng)-山梨糖;第二步發(fā)酵采用氧化葡糖桿菌和芽孢桿菌(或假單胞菌)進(jìn)行混合菌種發(fā)酵,將L-山梨糖轉化生成1-酮基7-古龍酸,再經(jīng)化學(xué)轉化成維生素C。
近年來(lái),我國又利用基因工程技術(shù)構建了生產(chǎn)維生素C的基因工程菌,只需一種菌一步發(fā)酵即可完成,直接將葡萄糖發(fā)酵生成1-酮基L-古龍酸,使維生素C的生產(chǎn)工藝路線(xiàn)大大改進(jìn)和簡(jiǎn)化,創(chuàng )造了維生素C一步發(fā)酵新工藝,使我國的維生素C一步發(fā)酵生產(chǎn)工藝水平居世界領(lǐng)先水平。
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