維生素是生物生長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,但由於種種原因,仍然滿足不了人類的需要。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,大腸杆菌可在腸道中產生維生素B2,維生素B12和維生素K等各種維生素。因此,用微生物發酵方法生產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酵法進行生產,如利用棉阿舒囊黴生產維生素B2,用謝氏丙酸杆菌生產維生素B12 等。近年來,又發明了從抗生素及有機酸工業廢液中提取維生素新技術。在發酵生產維生素的領域中,特別值得介紹的是維生素C的發酵生產。
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。人類隻能從食物中提取。如果機體缺乏維生素C,會引起維生素C缺乏症。維生素C還廣泛用於食品工業,常作為啤酒等酒類、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。 後采用萊氏法合成。 20世紀70年代開始采用微生物發酵法生產,特別是我國首創的兩步發酵法,大大縮短了萊氏合成法。第一步發酵采用生黑葡糖杆菌或弱氧化醋杆菌菌種,將D-山梨醇轉化為L-山梨糖;第二步發酵采用氧化葡糖杆菌和芽孢杆菌(或假單胞菌)進行混合菌種發酵,將L-山梨糖轉化生成1-酮基7-古龍酸,再經化學轉化成維生素C。
近年來,我國又利用基因工程技術構建了生產維生素C的基因工程菌,隻需一種菌一步發酵即可完成,直接將葡萄糖發酵生成1-酮基L-古龍酸,使維生素C的生產工藝路線大大改進和簡化,創造了維生素C一步發酵新工藝,使我國的維生素C一步發酵生產工藝水平居世界領先水平。
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