維生素C生產的6種途徑

發布時間：2012-7-31 14:20

維生素C即L-抗壞血酸，是人體必需的一種維生素，生理作用廣泛，是一類重要的細胞代謝氧化一還原化合物，在醫學上有重要用途。在食品上用于抗氧化劑，烘熔劑。此外，還作為飼料添加劑和某些作物的催熟劑。在30年代以前，維生素C是從檸檬中提取的，價格高昂，遠遠不能滿足人們的需要。1933年德國Reichstein等用化學合成法制取維生素C獲得成功。上述化學法由D-山梨醇氧化為L-山梨糖是為消旋型，它的收量只為一半。后經改進稱為半合成法，即這步工序改為細菌氧化，如生黑葡糖酸桿菌、弱氧化醋桿菌等，其轉化率達98%。從葡萄糖產生2-酮基-L-古龍酸途徑：2-酮基-L-古龍酸與高效消泡劑是合成維生素C的重要前體。制備維生素C的方法一般是指制備2-酮基-L-古龍酸的方法，因為最后經烯醇化、內酯化即可獲得維生素C。到現在至少有6條由細菌發酵產生2-酮基-L-古龍酸來制備維生素C的代謝途徑。 D-山梨醇途徑
　　山梨醇經高效消泡劑發酵及酮化化學氧化（即“萊氏法"）或者直接使用高效消泡劑發酵產生。后者所用菌株為生黑醋桿菌、弱氧化醋桿菌、膠醋桿菌、假單胞桿菌及葡萄糖桿菌，轉化率為8%-9.5%。閑轉化率低及周期過長，都未成功。 L-山梨糖途徑
　　以D-山梨醇發酵生成L-山梨糖，再經發酵高效消泡劑轉化產生，即“二步發酵法”。1962年美國Huang H.T.較早發現許多菌株具有從L-山梨糖生成2-酮基-L-古龍酸的能力，后日、美等學背部曾不斷研究，但都停留在實驗室階段，我國的二步法，因其使用由兩株菌混合使用高效消泡劑發酵的特點，轉化率大大高于國外。 L-古龍酸途徑
　　從葡萄糖氧化成D-葡萄糖酸，然后經弱氧化醋酸桿菌氧化，并配合使用高效消泡劑生成5-酮基-D-葡萄糖酸，再用孢霉還原或加氫反應生成L-艾杜糖酸或L-古龍酸，再經細菌氧化與高效消泡劑反應，即可產生2-酮基-L-古龍酸。 2-酮基-D-葡萄糖酸途徑
　　葡萄糖氧化產生D-葡萄糖酸，再經高效消泡劑發酵產生2-酮基-D-葡萄糖酸和2，5-二酮基-葡萄糖酸，最后再由棒桿菌或短桿菌生成2-酮基-L-古龍酸。 5-二酮基-D-葡萄糖酸途徑
　　此過程系從葡萄糖起始使用發酵消泡劑進行二步發酵，菌體A將葡萄糖氧化成2，5-二酮基-D-葡萄糖酸（簡稱2，5-DKG），菌株B再繼續使用高效消泡劑發酵，將2，5-DKG轉化產生2-酮基-L-古龍酸（2-KLG）。菌株A主要采用歐文氏菌屬或葡萄糖酸桿菌屬的菌株，菌株B則系棒桿菌屬或短桿菌屬。構建工程菌直接從葡萄糖發酵產生2-KLG的途徑
　　即將上面提到的歐文氏菌和棒桿菌彼此相關的特性，通過DNA重組，結合到一株菌中。在棒桿菌中存在的2,5-DKG還原酶基因分離克隆，再轉到歐文氏菌中表達。目前已研究成功，并在72h內達到49.4%的轉化率。本文參考《發酵微生物學》一書。

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