【文章內容簡介】 聚法不同的是,在處理染菌的發(fā)酵液時仍可達到較好的處理效果。2. 3　轉化工藝無論是萊氏法還是二步發(fā)酵法制得的2 KLG,目前在生產上都是通過化學反應過程轉化為VC。根據所選試劑的不同,二步發(fā)酵法可分為酸轉化法和堿轉化法。2. 3. 1　酸轉化法VC化學轉化生產,自萊氏法建立以來就采用濃鹽酸催化2 KLG ,一步制得VC。在以飽和氯代烴(如CHCl3 ) 、芳烴(如苯、甲苯)為溶劑,由2 KLG與濃鹽酸在60～75 ℃下反應4～6 h ,可制得純度為90 %的粗VC。2 KLG 與濃鹽酸在表面活性劑Me(CH2 ) 5N +Me3Cl的甲苯溶液中反應,可制得純度超過99%的VC。2. 3. 2　堿轉化法我國VC生產廠家均采用堿法轉化2 KLG生產VC。東北制藥總廠等生產單位將2 KLG與甲醇在濃硫酸催化下生成2 酮基 L 古龍酸甲酯,該酯在NaHCO3 作用下發(fā)生內酯化反應生成VC鈉鹽。該法避免了酸催化的上述缺點,且操作工藝簡單,反應條件溫和,適合于規(guī)?；a,但是在生產中的反應周期過長,甲醇單耗高。有些單位嘗試用CH3ONa代NaHCO3 進行堿轉化,轉化率可高達92. 6 % ,但產品質量較差,且甲醇鈉價格貴,造成生產成本較高。國外學者對堿轉化的研究也一直在進行。Bottcher等用丁醇代替甲醇,采用濃硫酸催化,在真空度0. 02MPa 、85 ℃的條件下與2 KLG進行反應, 2 h后蒸去多余的丁醇及生成的水,向反應體系中加入氯乙烯和鹽酸,在72～75 ℃加熱17 h,過濾后得到純度為98 %的VC。Veits用離子交換樹脂作催化劑,使2 KLG與甲醇的反應液于80 ℃下在樹脂柱中停留10～120 min,然后將酯化液與NaHCO3 作用得到純度為98 %的粗VC鈉鹽。美國Fastman化學公司的研究人員將模擬流動床( SMB)反應器應用于該酯化反應,通過SMB反應器脫水以促進酯化反應的進行。Oklobdzu等通過二步酯化過程促進酯化反應的進行,有效地實現了分離反應產物和反應過程中生成的水。由VC鈉鹽制備VC所采取的主要方法是硫酸酸化法和樹脂交換法。硫酸酸化法操作簡單,但需妥善控制甲醇的濃度和pH值,才能使硫酸鈉與VC得以分離。氫型離子樹脂交換法設備龐大,操作復雜,且需經常再生樹脂,增加了酸耗,酸液大量排放容易對環(huán)境造成威脅。目前,人們正在積極探索使用雙極性膜(BipolarMembrane Electrodial2ysis,BME)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酸化工藝,其工作原理為:在直流電場作用下, 雙極性膜中的水被離解成H+和OH ,H +替換VC鈉鹽中的Na +結合成離解度小的VC,原VC鈉鹽中的Na +在電場的作用下通過陽離子交換膜從VC鈉鹽中分離出來, 并和OH 結合生成NaOH。雙極性膜電滲析法無需外加物料可將VC鈉鹽轉化成VC,過程簡單,能耗低,投資少,轉化率高,其副產品和NaOH稀溶液也可被有效利用,對環(huán)境無污染,有望應用到實際生產中。三，維生素C的生物合成維生素C的生物合成途徑目前仍不完全清楚。目前研究表明，wheeler等唧提出的半乳糖途徑在植物維生素C的生物合成中占主導地位，但不能排除其它途徑的可能，尤其是已經報道的糖醛酸衍生物可轉化為維生素C的現象。對擬南芥懸浮細胞的研究發(fā)現．植物體可以由葡萄醛酸甲酯和半乳糖醛酸甲酯合成維生素C[121。最近從草莓果實中克隆D一半乳糖醛酸還原酶基因．在擬南芥中表達可以使其維生素C含量提高2～3倍。這為糖醛酸作為維生素C合成底物提供了分子依據。把編碼L一古洛糖醛酸一1。4一內酯氧化酶基因轉化到煙草和萵苣中可以使它們維生素C含量提高4～7倍．目前仍不清楚該酶是否可以對已知植物維生素C合成的底物L一半乳糖醛酸一1．4一內酯起作用．或者植物體本身可以產生L一古洛糖酸一l，4一內酯j有人提出可能存在1個可以催化L一半乳糖醛酸一1，4一內酯和L一古洛糖酸一l，4一內酯相互轉化的3一C表異構酶 。Wagnera等在研究維生素C代謝模式中發(fā)現在擬南芥中存在古洛糖酸，他們提出植物可能存在一個類似于動物的維生素C合成途徑。最近，Argelia等的研究認為肌醇也能通過肌醇加氧酶的作用進入糖醛酸途徑從而在植物體合成維生素C。迄今為止已經有4種可能的植物維生素C合成途徑被提出即：半乳糖途徑、糖醛酸途徑、古洛糖途徑和肌醇途徑。 2合成路線中幾個重要問題的探討2．1菌種選育在維生素C生產路線研究中，高產菌株的篩選是實現工業(yè)化的關鍵，優(yōu)良的菌種對于維素C產量和經濟效益的提高具有特殊重要意義。二步發(fā)酵法的第二步發(fā)酵是采用大菌、小菌2株菌的混合發(fā)酵過程，2株菌缺一不可。維生素C工業(yè)生產中常采用的小菌為氧化葡萄糖酸桿菌(Gluconobacteroxydans)，大菌為巨大芽孢桿菌(BaciUusmegaterium)、蠟狀芽孢桿菌(Bacilluscereu)或條紋假單孢桿菌(Pseudemonasstritia)。研究發(fā)現，在大、小菌的混合培養(yǎng)中，兩者的增殖是同步進行的。小菌是2KLG合成的主體，大菌一方面直接參與2KLG的合成過程，一方面對小菌的生長起促進作用…。小菌合成的2KLG對大菌的生長增殖有明顯的抑制作用，而大菌的存在卻是小菌的生長增殖和合成2KLG所必需的。深入研究發(fā)現，大菌的胞內液和胞外液均可促進小菌的生長，大菌胞外液中具有該作用的組分的分子量在100kD以上。此外，胞外液還具有促進小菌轉化I．山梨糖生成2．KLG的作用，具有該作用的組分包括30．50kD和大于100kD兩部分，其中前者系一種含鐵和鋅的蛋白質。二步發(fā)酵法第二步發(fā)酵過程的菌種選育一直是微生物發(fā)酵法生產維生素c研究的熱點課題之一。為了克服傳統(tǒng)二步發(fā)酵法的缺點，人們開始嘗試構建優(yōu)良的產2KLG工程菌。工程茵的構建主要建立在人們對二步發(fā)酵法菌種相關關鍵酶的研究基礎之上。遺憾的是，這些研究均處于實驗室研究或小試階段。近年來，國內外學者開展了以葡萄糖作為直接發(fā)酵原料的研究。其中，美國AndersonS等人在證實了到棒狀桿菌中2，5一二酮基一D．葡萄糖酸(簡稱2，5DKG)的生物還原作用后，首先純化和鑒定了其中的還原酶，并測定了N末端的40個氨基酸順序，制備了合適的多核苷酸探針，分離得到2，5。二酮基D一葡萄糖酸還原酶基因，再繼續(xù)進行基因克隆和表達載體構建，將此載體