维生素C的发酵生产
湖北大学
发酵工程与设备课程设计
题目维生素c的发酵生产
专业年级 2008级生物工程
学生姓名陈盛
学号 2008221107100130
指导老师倪红
2011 年 6 月 10 日
目录
1.前言-------------------------------------------------1
1.1维生素C的性质--------------------------------------------1
1.2维生素C的功能与用途--------------------------------------1
1.3维生素C的生产现状----------------------------------------1
1.4维生素C的研究发展------------------------------------------------1
2.发酵机制
2.1我国维生素C二步发酵法发酵机理
----------------------------------------------2
3.发酵工艺及特点-----------------------------------------3
3.1二步发酵法--------------------------------------------------3
3.2二步发酵法生产维生素C的工艺流程----------------------------4
3.2.1加热沉淀法---------------------------------------------------------6
3.2.2化学凝聚法---------------------------------------------------------6
3.2.3超滤---------------------------------------------------------------6
4.菌种培养基及种子的扩大培养-----------------------------6
4.1第一步发酵-----------------------------------------------------------6
4.1.1菌种---------------------------------------------------------------6
4.1.2一级种子扩大培养----------------------------------------------------7
4.1.3第一步发酵培养------------------------------------------------------7
4.2第二步发酵----------------------------------------------------------7
4.2.1菌种----------------------------------------------------------------7
4.2.2二级种子扩大培养----------------------------------------------------7
4.2.3第二步发酵培养------------------------------------------------------7
5.发酵工艺中的部分设备-----------------------------------7
5.1机械搅拌罐---------------------------------------------------7
5.2气升式发酵罐-------------------------------------------------------7
6.无菌空气制备系统---------------------------------------9
6.1发酵空气的标准-----------------------------------------------9
6.2空气预处理与设备---------------------------------------------9
6.3空气过滤灭菌的工艺流程---------------------------------------9
7.部分工艺计算-------------------------------------------10
7.1物料衡算---------------------------------------------------10
7.2每天发酵液体积-----------------------------------------------10
7.3发酵罐公称体积----------------------------------------------10
7.4种子罐容积和台数-------------------------------------------10
7.5种子罐公称体积----------------------------------------------10
7.6发酵罐发酵过程中热效应计算----------------------------------10
8.三废处理-----------------------------------------------11
8.1三废生物处理的目的------------------------------------------11
8.2废水处理方法------------------------------------------------12
8.3生物滤过法净化处理------------------------------------------12
8.4生物滤过池法的基本流程-------------------------------------------13 9参考文献---------------------------------------------------------------14
维生素C的发酵生产
1前言
1.1维生素C的性质
1.1.1维生素C（Vitamin C ，Ascorbic Acid）又叫L-抗坏血酸，是一种水溶性维生素。
1.1.2化学性质分子式：C6H8O6；分子量：176.12u；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。
1.1.3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。
1.1.4代谢食物中的维生素C被人体小肠上段吸收。一旦吸收，就分布到体内所有的水溶性结构中，正常成人体内的维生素C代谢活性池中约有1500mg维生素C，最高储存峰值为3000mg维生素C。正常情况下，维生素C绝大部分在体内经代谢分解成草酸或与硫酸结合生成抗坏血酸-2-硫酸由尿排出；另一部分可直接由尿排出体外。
1.2维生素C的功能与用途
1.2.1胶原蛋白的合成需要维生素C参加，所以VC缺乏食用富含维生素C的食物可防晒，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。人体由细胞组成，细胞靠细胞间质把它们联系起来，细胞间质的关键成分是胶原蛋白。胶原蛋白占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。
1.2.2坏血病血管壁的强度和VC有很大关系。微血管是所有血管中最细小的，管壁可能只有一个细胞的厚度，其强度、弹性是由负责连接细胞具有胶泥作用的胶原蛋白所决定。当体内VC不足，微血管容易破裂，血液流到邻近组织。这种情况在皮肤表面发生，则产生淤血、紫癍；在体内发生则引起疼痛和关节涨痛。严重情况在胃、肠道、鼻、肾脏及骨膜下面均可有出血现象，乃至死亡。
1.2.3牙龈萎缩、出血预防动脉硬化可促进胆固醇的排泄，防止胆固醇在动脉内壁沉积，甚至可以使沉积的粥样斑块溶解。
1.2.4抗氧化剂可以保护其它抗氧化剂，如维生素A、维生素E、不饱和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害。
1.2.5治疗贫血使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁的吸收，提高肝脏对铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。
1.2.6防癌丰富的胶原蛋白有助于防止癌细胞的扩散；VC的抗氧化作用可以抵御自由基对细胞的伤害防止细胞的变异；阻断亚硝酸盐和仲胺形成强致癌物亚硝胺。曾有人对因癌症死亡病人解剖发现病
人体内的VC含量几乎为零。
1.2.7保护细胞、解毒，保护肝脏在人的生命活动中，保证细胞的完整性和代谢的正常进行至关重要。为此，谷胱甘肽和酶起着重要作用。谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸组成的短肽，在体内有氧化还原作用。它有两种存在形式，即氧化型和还原型，还原型对保证细胞膜的完整性起重要作用。VC是一种强抗氧化剂，其本身被氧化，而使氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽，从而发挥抗氧化作用。酶是生化反应的催化剂，有些酶需要有自由的巯基（-SH）才能保持活性。VC能够使双硫键（-S-S）还原为-SH，从而提高相关酶的活性，发挥抗氧化的作用。从以上可知，只要VC充足，则VC、谷胱甘肽、-SH形成有力的抗氧化组合拳，清除自由基，阻止脂类过氧化及某些化学物质的毒害作用，保护肝脏的解毒能力和细胞的正常代谢。
1.2.8提高人体的免疫力白细胞含有丰富的VC，当机体感染时白细胞内的VC急剧减少。VC可增强中性粒细胞的趋化性和变形能力，提高杀菌能力。促进淋巴母细胞的生成，提高机体对外来和恶变细胞的识别和杀灭。参与免疫球蛋白的合成。提高CI补体酯酶活性，增加补体CI的产生。促进干扰素的产生，干扰病毒mRNA的转录，抑制病毒的增生。
1.2.9提高机体的应急能力人体受到异常的刺激，如剧痛、寒冷、缺氧、精神强刺激，会引发抵御异常刺激的紧张状态。该状态伴有一系列身体，包括交感神经兴奋、肾上腺髓质和皮质激素分泌增多。肾上腺髓质所分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素是有酪氨酸转化而来，在次过程需要VC的参与。1．3国内外的生产现状目前，我国的二步发酵法与国外的莱氏法共存，各有优势，随着对vc 发酵工艺研究深入，将进一步提高底物浓度、降低生产成本和提高发酵收率。而新二步发酵法和一步发酵法为以后的科研生产开辟了一条新的途径，但离实际应用尚有距离，从基因工程的研究来看，不是短期可以奏效的，只有科研单位和工厂的合作，才能及早实现其工业化。随着全球范围对Vc需求量的不断增长,其生产工艺也得到不断的改进。Vc生产最早是使用莱氏法,此法早在30年代就研究成功。D-葡萄糖H2/cat高压D-山梨醇黑醋菌[O]L-山梨糖CH3COCH3H2SO4·SO3双丙酮-L-山梨糖NaOClNiSO4双丙酮-2-酮-L-古洛糖酸H+3O2-酮-L-古洛糖酸1化学转化维生素C。此法存在着工序繁多、劳动、强度大等缺点。国外在此基础上已作改进,尤其是在装备工程上的优势,当前还用于生产。但国内已采用我国自己发明的发酵法代替莱氏法生产Vc。发酵法生产Vc可以分为发酵、提取和转化三大步骤。即先从D-山梨醇发酵,提取出Vc前体2-酮-L-古洛糖酸(2-酮基-L-古龙酸,1)再用化学法将1转化为Vc。国内外为提高Vc的质量和收率对发酵法的生产工艺一直在进行不断的改进。
1．4维生素C的研究发展VC是我国自主知识产权开发的首批西药之一，也是我国最主要的出口刨汇原料药之一。二步发酵法是我国VC生产的主要工艺方法，然而该法不能直接以葡萄糖为发酵料，且涉及二步发酵三种菌，工序繁琐。采用基因工程等先进技术，选育直接以葡萄糖为发酵原料的
优良菌株和优化发酵条件将是我国VC生产技术研究的主要方向。
此外，目前世界上很多国家正尝试以真核生物为研究对象，利用它们合成VC的代谢途径开发更加环保的生物合成方法。从我国的二步发酵法推广后逐步取代莱氏法这一过程可以预测，随着生物技术的不断发展和更具优势的生物合成VC方法的不断涌现，生物法必将完全取代化学法在VC生产中的地位。为了保持我国在世界VC生产上的优势地位，必须加强VC生产的基础研究工作。
2发酵机制（二步发酵法）
2.1我国维生素C二步发酵法发酵机理20世纪70年代初，中国科学院微生物研究所和北京制药厂合作，研制成功了“二步发酵法”制备VC的新工艺。该法以生物氧化过程代替莱氏路线中的部分纯化过程，简化了生产工艺，降低了生产成本，减少了“三废”污染多年以来一直被国内厂家使用。二步发酵法生产VC可以分为发酵、提取和转化三大步骤即D-山梨醇先经细菌氧化为L一山梨糖，再通过细菌发酵生成VC前体2-KLG，最后用化学法将2-KLG转化为VC。在几十年的工艺发展中，二步发酵法工艺不断地得到了改进。
2.1.1混合发酵中大菌和小菌的关系我国维生素C二步发酵法涉及小菌和大菌2个菌株。其中小菌为产酸菌，但单独培养传代困难，且产酸能力很低;大菌不产酸，但可促进小菌生长和产酸，为小菌的伴生菌。魏东芝等曾提出大菌为小菌提供某种生长因子促进小菌生长的设想。冯树等〔川研究证实，大菌胞内液和胞外液均可促进小菌生长，缩短小菌生长的延迟期;大菌的胞外液可促进小菌产酸，表明大菌通过释放某些代谢活性物质促进小菌产酸，并已从大菌胞外液中分离出一种可促进小菌产酸的蛋白。该活性蛋白的形成规律和作用机制尚在探索中。在混合发酵中，大菌不代谢L一山梨糖，其I 洲一山梨糖的消耗是小菌生长和代谢的结果。L一山梨糖在转化合成2一酮基一L一古龙酸的同时也可形成其它副产物或代谢为c(无和践<)[川。李强等报道〔23]，该混合发酵体系中氮源代谢与单一菌种发酵相比有其特殊性，尿素的加入有2个作用:作为生理碱性物质调节pH值和为菌体代谢提供一部分氮源。巨大芽抱杆菌由营养体转变为芽抱，体系蛋白含量随发酵时间延长而不断增加。体系中17种氨基酸按其变化规律分为3类，其变化规律与混菌的生长规律相吻合。
2.1.2 L一山梨糖代谢途径及酶学研究我国维生素C二步发酵中L一山梨糖的代谢途径尚无报道。有关的酶学研究进行得很少。蒋宇扬等从维生素c生产菌中分离出2一酮基一L一占龙酸还原酶，并对其性质进行了研究。该酶存在于小菌胞质中，分子量为90KDa，由2个分别为53K〕和32KI)a的亚基组成。在整个发酵过程中其活性和比活与生产菌的生长保持同步，其合成不受L一山梨糖和ZK6A 的诱导，为小菌的组成酶。赵巍等已得到2一酮基一L一古龙酸还原酶的基因片段并对其进行了克隆。
2.1.3单菌发酵L一山梨糖生成ZKGA的研究中国科学院沈阳应用生态所焦鹏、王书锦等近年致力
于vc二步发酵法第二步单菌发酵L一山梨糖生成ZKGA的研究。他们采用高效快速分离筛选新体系，从103个样品中分离筛选到J26，91一2，91一4等多株可单独利用L一山梨糖产ZKGA的新菌株。初步发酵实验表明:J26经10批次发酵平均产ZKGA达57以L，转化率达66.4%;91-2，91一4菌株的摇瓶发酵实验的产酸量分别达到45以L和29酬L，转化率分别达到52%和34%。
3发酵工艺及特点
3.1 二步发酵法20世纪70年代初，中国科学院微生物研究所和北京制药厂合作，研制成功了“二步发酵法”制备VC的新工艺。该法以生物氧化过程代替莱氏路线中的部分纯化过程，简化了生产工艺，降低了生产成本，减少了“三废”污染多年以来一直被国内厂家使用。二步发酵法生产VC可以分为发酵、提取和转化三大步骤即D-山梨醇先经细菌氧化为L一山梨糖，再通过细菌发酵生成VC前体2-KLG，最后用化学法将2-KLG转化为VC。在几十年的工艺发展中，二步发酵法工艺不断地得到了改进。
3.2二步发酵法生产维生素C的工艺流程
3.2.1加热沉淀法加热沉淀法是2-KLG分离提纯的传统工艺，分离手段较为落后。此工艺通用氢型树脂，调pH至蛋白质的等电点后加热除蛋白。采用此工艺会造成有效成分在高温下降解损失，且发酵液直接通过树脂柱，造成树脂表面污染，降低树脂的交换容量和收率。两次通过树脂柱带进了大量水分，也增大了浓缩耗能。
3.2.2化学凝聚法化学凝聚法是通过加入化学絮凝剂来除去蛋白质、菌体、色素等杂质，避免了加热沉淀时有效成分的损失。季光辉等采用化学凝聚法对VC发酵液进行预处理，使2-KLG的滤液质量提高，提取前步收率提高5．2，VC总收率提高2．5以上。陈雷等以壳聚糖为主凝剂，聚丙烯酰胺为助凝剂，通过化学凝聚法除蛋白工艺，提取收率由原来的76提高到82，古龙酸优级品率由原来的
35提高到6O，成本比原来降低2O。但是，化学凝聚法也存在不足，主要表现在处理后的发酵液离心后所得的上清液中仍然存在一定量的蛋白，如发酵液染菌则处理的效果更不明显，上清液浑浊，严重影响产品的质量和收率。此外，所用的化学絮凝剂也可能对环境造成污染。
3.2.3超滤超滤是一种新兴的膜处理技术，此法具有操作方便、节能、不造成新的环境污染等优点，因此在2-KLG的分离提纯中的应用日益广泛。此法与加热沉淀法不同的是，可在常温下操作，可减少有效成分的损失；在用膜除蛋白的过程中，无任何新的化学物质加入，可减少对树脂的污染和损耗，降低酸碱用量，减少三废排放。与化学凝聚法不同的是，在处理染菌的发酵液时仍可达到较好的处理效果。我国的东北制药厂1995年从丹麦引进目前全国最大膜面积的平板超滤装置后，2-KLG的分离提纯成本比原先的化学凝聚法节约了600万元，其收率和生产的自动化、连续化程度也明显提高。随着新型膜材料技术的开发，如陶瓷膜、不锈钢膜等的应用，超滤法的应用效果会有进一步的提高。同时，国内外正在探索反渗透、纳滤等后序处理新工艺的应用，以完善工艺联结。
4菌种的制备及种子的扩大培养（此部分介绍实验室种子的制备、种子罐种子的制备工艺及技术参数要求）
4.1第一步发酵
4.1.1菌种一步发酵中所用菌种为生黑葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter melagenus)，简称黑醋菌。最常用的生产菌株为R—30，其主要特征是：细胞椭圆至短杆状，革兰氏染色阳性，无芽孢大小为(0.5一0.8)um x(1.0-2.2)um。端生草根鞭毛运动，菌落边缘整介，微显浅褐色。生长最适温度为34℃±l℃，氧化D-山梨醇的发酵收率可达98％以上。
4.1.2一级种子扩大培养种子培养基成分为：山梨醇20％，酵母膏0.7％，碳酸钙0.15%，无机盐溶液0.4％。其中，无机盐溶液的组成为：MgSO4·7H2O1.25g／100 mL， (NH4)H2PO47．5g／100mL，KH2PO45g／100mI,K2SO41.25g／100ml.PH6.7,121℃,30min灭菌。
4.1.3第一步发酵培养发酵液培养基成分为：酵母膏0.035％，碳酸钙0.1％，玉米浆0.1％，复合维生素B 0.001％，山梨醇浓度视需要而定。在发酵过程中，控制发酵温度（34±1）℃，初始PH
5.1～5.3。该氧化反应的耗氧量较大，所以通气比要求1:1VVM以上。即使在通气量较大，且搅拌转速较高的条件下，发酵至4h后溶解氧浓度急剧下降，甚至接近于零。直到10h左右才逐渐回升。当溶解氧浓度回复至最高点，成水平直线时，表示该反应已达终点。D-山梨醇转化为L-山梨糖的生物转化率达98%以上。发酵液经低温60℃灭菌20min,冷却至30℃，作为第二步发酵的原料。
4.2第二步发酵法
4.2.1菌种第二步发酵采用的菌种为由大、小两株细菌组成的混合菌种。小菌为氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter Oxydans）,大菌可采用巨大芽孢杆菌（Bacillus megateriam）,称2980菌，或蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）,称152菌，或浸麻芽孢杆菌（Bacillus macerans）,称169菌。也可采用其他一些杆菌与小菌混合培养。但工业上使用最多的是2980及152菌混合菌。
氧化葡萄糖酸杆菌的主要特征为：细胞椭圆至短杆状，革兰氏染色阳性，无芽孢。30℃培养2d 后大小为（0.5~1.7）μm×（0.6~1.2）μm，单个或成对排列。在葡萄糖培养基上生长极微弱，甘露醇培养基上生长良好。
4.2.2二级种子扩大培养种子培养基成分为：酵母膏0.3%,牛肉膏0.3%，玉米浆0.3%，蛋白胨1.0%，尿素0.1%，山梨糖2.0%，另加某些无机盐。PH6.7,121℃,30min灭菌。
4.2.3第二步发酵培养发酵液培养成分为：玉米浆0.5%，尿素0.1%，无机盐及山梨糖。第二步发酵为混合菌种发酵。由于大、小菌两者的最适培养条件是不同的，所以操作适宜条件是兼顾大、小菌两者的条件。通常操作温度为30℃；初始pH控制在6.8左右。该反应虽属氧化反应，但对氧的消耗并不很大。气升式发酵罐非常适合该发酵过程。溶氧浓度在20%即可。
山梨糖的初始浓度对产物的生成影响较大。间歇发酵时初始山梨糖浓度超过80g/L，会对产物产生抑制[15]。所以要取得最高浓度2KGA，需采用高浓度山梨糖流加发酵的方式。若采用建立在数学模型基础上的流加控制策略，课获得高浓度的2KGA，二步收率可达83%[16]。
5.发酵工艺中的部分设备
5.1机械搅拌罐第一步发酵采用机械搅拌发酵罐（图5）。机械搅拌通风发酵罐是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、代谢所需要的氧气。
5.2气升式发酵罐第二步发酵采用气升式发酵罐（图6）。在反应器内没有搅拌器，其中央有一个导流筒，将发酵液分为上升区（导流筒内）和下降区（导流筒外），在上升区的下部安装了空气喷嘴，或环型空气分布管，空气分布管的下方有许多喷孔。反应溶液分布均匀，基质和溶氧均匀分散，使基质在发酵罐内各处的浓度均匀，溶解氧恒定。
图5 机械搅拌发酵罐
图6 气（带）升式发酵罐6.无菌空气制备系统
微生物在生产过程中需要氧气，因此需要通入空气。然而空气是氧气、二氧化碳、氮气等的混合物，其中还有水汽及悬浮的尘埃，包括各种微粒、灰尘及微生物。这就需要对空气严格灭菌，达到无菌状态，才能使用。在发酵工业中，大多才用过滤介质灭菌的方法制备无菌空气。
6.1发酵空气的标准
发酵需要连续的、一定流量的压缩无菌空气。空气流量﹝VVM，单位时间（min）单位发酵液体积（m3）内通入的标准状态下的空气体积（m3）﹞一般在0.1-2.0VVM，压强为0.2-0.4Mpa，克服下游阻力。空气质量要求相对湿度小于70%，温度比培养温度高10-30℃，洁净度100级，或失败率1/1000。
6.2空气预处理与设备
（1）采风塔在工厂的上风头，高度一般在10m左右，设计流速8m/s。可建在高压机房的屋顶上。
（2）粗过滤器安装在空压机吸入口前，前置过滤器。作用是截留空气中较大的灰尘，保护压缩机，减轻总过滤器的负担，也能起到一定的除菌作用。介质为泡沫塑料（平板式）或无纺布（折叠式），流速0.1-0.5m/s。要求是阻力小，灰容量大。
（3）空气压缩机作用是提供空气流动的动力。常用往复式、螺杆式、涡轮式空压机。
（4）空气储罐消除压缩空气的脉动，用于往复式空压机。螺杆式和涡轮式空压机提供均匀连续空气可省去。设置在空压站附近。
（5）冷却器空气压缩机出口气温一般在120℃，必须冷却。在潮湿季节，除湿。空气冷却器的传热系数为105W/(m2·℃)。采用双程或四程结构，两级串联使用。第一级循环水冷却，第二级低温水（9℃）冷却。设置在发酵车间外。压缩空气每经过1m管道，温度下降0.5-1.0℃。
6.3空气过滤灭菌的工艺流程
图7 空气过滤灭菌的工艺流程
7.部分工艺计算
7.1物料衡算根据质量守恒定律，以生产过程或生产单元设备为研究对象，对其进出口处进行定量计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系，以及计算各种原料的消耗量，各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。
物料衡算的基础：物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即进入一个系统的全部物料量必等于离开系统的全部物料量，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。
∑G1=∑G2+∑G3+∑G4
∑G1：——输人物料量总和；∑G2：——输出物料量总和；∑G3：——物料损失量总和；
∑G4：——物料积累量总和。
当系统内物料积累量为零时，上式可以写成：∑G1=∑G2+∑G3
物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可确定设备容积、台数、主要尺寸，同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。
物料衡算的基准：
(1)对于间歇式操作的过程，常采用一批原料为基准进行计算。
(2)对于连续式操作的过程，可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计算。物料衡算的结果应列成原材料消耗定额及消耗量表。
消耗定额是指每吨产品或以一定量的产品(如每千克针剂、每万片药片等)所消耗的原材料量；而
消耗量是指以每年或每日等时间所消耗的原材料量。
制剂车间的消耗定额及消耗量计算时应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。
例：维生素C 的二步发酵收率为83%，粗维生素C 的利用率为80%，成品包装是的损耗为2%，试计算生产1000吨维生素C 所消耗的原材料？
解：物料衡算
成品维生素C ：1000吨
维生素C ：1000÷（1-2%）=1020吨
粗维生素C:1020 ÷80%=1275吨
原材料：1275 ÷83%=1536吨
7.2每天发酵液体积 由年产量决定每天放罐发酵液体积，在发酵工段，每天所需要的放罐发酵液体积Vd 可按下式计算：
M ——所设计的年产量，t/a;
Uq ——成品的纯度，mg/mg;
m ——年工作日，d/a;
η——提炼总收率，%。 7.3发酵罐公称体积
Vd ——每天所需发酵液体积，m3/d;
nd ——每天放罐罐数，1/d;
Ｌ——发酵罐装料系数，按品种不同，可取70%~90%。
7.4种子罐容积和台数
7.5 种子罐的公称容积 应根据接种比，培养过程中液体损失率和种子罐的装料系数来计算 0d d L
V V n ?=（）（）
?=发酵罐台数种子罐周期天种子罐台数发酵罐周期天3 1000 / q f
MU mU η = Vd m d
7.6 发酵罐发酵过程中的热效应计算
Q=Q F ·V L
Q ——发酵罐的热效应，kJ/h;
Q F ——单位体积发酵液所产生的热量，又称为发酵热，kJ/(m3·h)；
V L ——发酵罐内发酵液体积，m3。
8.三废处理
8.1三废生物处理的目的
l998年我国食品发酵企业已达7万多个，总产值达5900亿元，产值在各产业部门中已跃居第一位，成为国民经济的主要支柱产业。然而，随着这些工业的飞速发展，由此带来的环境问题也日趋严重。因此，必须对发酵生产中的三废进行处理。而废水污染控制首当其冲地成为了生产中需要解决的问题。
8.2 废水处理方法
废水处理的任务是采用各种技术措施将废水中所含有的各种污染物费力出来或将其分解、转化为无害和稳定的物质，从而使废水得到净化。现代废水处理技术按其作用原理和去除的对象分为物理法、化学法和生物法。维生素C 污水处理采用生物滤池法。生物滤池法是净化微生物附着在固定的载体（滤料）上，污水从上部向下散布，在其流经滤料表面的过程中，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物氧化等作用，对污染物进行分解。
8.3生物滤池法净化机理
将有机污水连续向由大小适宜的滤料所填充的滤层散布时，只要营养物质和氧的供给充足，净化微生物就会在滤池表面上以凝胶状进行增殖。污水在向下流经滤料表面的过程中，其中呈胶状及溶解状态的有机物则被生物膜所吸附，并为微生物分解而去除。
图6所示为在滤料表面生长的生物膜、污水层以及与其相接触的空气的状态。当营养合适、供养充足，就会形成以好氧菌为主体的微生物层。从大气供给的氧在到达微生物细胞之前，要克服气液界膜等各种阻力，进入速度很慢，因此，在好氧性层的深部必然会形成厌氧层。如果供氧不充足，则滤池全部都有厌氧功能，而且生物膜也将脱落。
9参考文献（总篇数15篇左右，按照文中参考的顺序排列，并在文中相应的位置用右上标标出文献的序号。
（1??+=发酵罐计量体积接种比液体损失率)种子罐容积种子罐装料系数
格式：作者．文献名．期刊，年，卷(期)：起止页码.
参考文献（参见下列格式以及课程设计的格式中的来改，要注意标点符号一定按这个来，这是些论文的基本要求）参考文献应在文中相应的位置上标标出
[10] 李晓娜，维生素C工业废水处理综述[J].云南环境科学，2006，25：140-142. [15]宋友礼.文章名[J].中国医药工业杂志，1995,26（6）：273-282. （中文文献所有的标点符号都是在宋体下的，而不是英文下的点和逗号）
补充15篇参考文献，并在文中相应的位置用右上标标出
例如：
[1]李亚东，倪红，张桂敏．发酵工程与设备课程设计的构建与教学意义[J]．微生物学通报，2005，32（3）：141-143．
[2]
[3]
发酵工程与设备课程设计成绩评定表
发酵法生产透明质酸
发酵法生产透明质酸 透明质酸(Hyaluronic acid,HA)是一种大分子的粘多糖,是一种由-D-N -乙酰氨基葡萄糖和β-D-葡萄糖醛酸为结构单元,β-1，4-糖苷键连接成的一种链状高分子粘多糖。其分子量在几十万到几百万之间，又称糖醛酸，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子，为目前所公认的最佳保湿成分，在化妆品工业、医学研究、临床治疗等领域有广泛的应用。 透明质酸的提炼的方法有三种：组织提取，微生物发酵和化学合成。组织提取法和化学合成法的成本高，产量低，受原料资源限制，不能满足市场需求。而微生物发酵法生产透明质酸具有不受原料资源限制、成本低、产量高、有较高的相对分子量、分离纯化工艺简便、易于大规模生产等特点成为透明质酸生产的发展方向，因此开发先进的微生物发酵法生产HA的技术十分必要。目前HA产业前景广阔，发酵法己成为HA生产的主流工艺，而发酵法生产HA的工艺仍需进一步完善。 微生物产HA的研究可以追溯到上个世纪30年代，1937年，Kendall发现链球菌可以产生HA，后来发现主要是一些A群和C群链球菌，它们具有合成与代谢以HA为主要成分的荚膜的能力。随后很多人进行了大量的研究。研究结果证明某些种属链球菌在一定的环境条件下，能同化吸收葡萄糖或其他碳源，以代谢物形式产生HA。随后经过不断地选育菌种和优化工艺，借助现代深层发酵技术与设备，HA的微生物发酵法被建立和应用起来。目前多选用链球菌、乳酸球菌类等（因此以下均以链球菌举例说明）。日本用发酵法生产了HA制剂．并对该产品做了大量的药效、毒理、药代动力学等非临床实验和临床实验。结果表明，发酵法生产的HA无局部及全身毒副作用、安全性高、疗效确切。 发酵法生产透明质酸主要包括两部分：发酵部分和下游提取工艺部分。发酵法生产HA的质量主要取决于菌种、培养基和分离提纯工艺的选择。 一.发酵部分： 经过阅读与分析文献，我个人将发酵部分划分为以下几个模块： 1.菌种的筛选 2.菌种的诱变 3.培养基配方的优化 4.菌株的最佳培养条件 首先以链球菌制备HA的过程为例简单介绍一下发酵法生产透明质酸的基本流程：链球菌复苏培养后，用诱变剂诱变，挑出不溶血、不含HA酶的高产率菌株。进行稳定传代后增菌培养，所得的菌种即可作为生产菌株。放入发酵培养液后，在通风搅拌的情况下发酵40小时，对粘稠的发酵醪进行提纯分离等处理后得到分子量高、粘度大的HA。
发酵法生产维生素E
发酵法生产维生素E 一．部门人员分配：市场部邢卫强万军训 技术部周焱罗刚 品控部曹卫东 总经理汤隽语二．市场部：①维生素E的结构 维生素E结构式 维生素E定义： 一组脂溶性维生素，包括生育酚类、三烯生育酚类。都有抗氧化功能，为动物正常生长和生育所必需。 中文名称：维生素 英文名称：vitamin E 外观：透明粘稠液体 颜色：微黄绿色 分子式：C29H50O2
分子量：430 维生素E的功能与用途：维生素E （Vitamin E）是一种脂溶性维生素，又称生育酚，是最主要的抗氧化剂之一。溶于脂肪和乙醇等有机溶剂中，不溶于水，对热、酸稳定，对碱不稳定，对氧敏感，对热不敏感，但油炸时维生素E活性明显降低。生育酚能促进性激素分泌，提高生育能力，预防流产，还可用于防治男性不育症、烧伤、冻伤、毛细血管出血、更年期综合症、美容等方面。近来还发现维生素E可抑制眼睛晶状体内的过氧化脂反应，使末稍血管扩张，改善血液循环，预防近视发生和发展 维生素E（Vitamin E）是一种脂溶性维生素，又称生育酚，是最主要的抗氧化剂之一。溶于脂肪和乙醇等有机溶剂中，不溶于水，对热、酸稳定，对碱不稳定，对氧敏感，对热不敏感，但油炸时维生素E活性明显降低。生育酚能促进性激素分泌，提高生育能力，预防流产，还可用于防治男性不育症、
烧伤、冻伤、毛细血管出血、更年期综合症、 美容等方面。近来还发现维生素E可抑制眼 睛晶状体内的过氧化脂反应，使末稍血管扩 张，改善血液循环，预防近视发生和发展 三确定维生素E的生产菌种，工艺流程。 生产菌种：外硫代红叶植菌 工艺流程： 外硫代 发酵原料 红叶植菌 活化预处理 扩大培养发酵培养基的配 进一步扩大培灭菌 代谢产物和细胞的分离 大型发酵 细胞的加代谢产物的分离副产品和废物处理 代谢产物的纯化或加工
发酵法生产γ-亚麻酸技术
发酵法生产γ-亚麻酸技术 一、简介 γ-亚麻酸Gamma linolenic Acid；通用名异亚麻酸。（十八碳三烯酸，维生素F，Octadecatrienoic Acid，GLA），分子式：C18H30O2。 目前国内外生产的γ-亚麻酸主要来源于月见草。此植物原产于北美，我国东北地区也有野生，近年来国内已进行大面积的人工栽培，仅吉林延边地区1988年的种植面积即达2O00公顷。 本品是组成人体各组织生物膜的结构材料，也是合成前列腺素的前体。作为人体内必需的不饱和脂肪酸，成年人每日需要量约为36mg／kg。如摄入量不足，可导致体内机能的紊乱，引起某些疾病，如糖尿病、高血脂等。 二、γ-亚麻酸的营养保健作用 1、抗心血管疾病作用 血栓素A2(TXA2)是内源性最强烈的血小板聚集剂和血管收缩剂，而前列腺环素(PGI2)为最强烈血管扩张剂。正常机体两者保持平衡，以维持血小板生理作用。一旦TXA2合成增多，PGI2生成减少，则增加血小板聚集作用，引起血栓。γ-亚麻酸抗血栓心血管机理：(1)GLA作为PGE1前体抑制血小板聚集；(2)GLA转化成DHA，γ-亚麻酸抑制血小板TXA2合成酶活性。因此对血栓症方面，γ-亚麻酸具有减轻的效果，可降低引
起血栓性心脑血管疾病的危险外，它也能抑制动脉粥样状硬化症的形成，保护缺血性心肌，减少坏死区，维持血小板的正常功能。 2、降血脂作用 γ-亚麻酸作为PGE1的前体可降低总胆固醇，γ-亚麻酸能增大胆固醇的 极性和水溶性，使之易被酶解，还可从血液中清除甘油三脂，减少内源性胆固醇的合成，从而减少β－脂蛋白的生成。因此，γ-亚麻酸能降低 血液中总胆固醇含量，起到降血脂的作用。γ-亚麻酸是目前报道的治疗高血脂症疗效较佳、安全性最高的药物。 3、降血糖作用 由γ-亚麻酸组成的磷脂可以增强细胞膜上磷脂的流动性，增强细胞膜受体对激素(包括胰岛素)的敏感。由γ-亚麻酸而来的前列腺素等活性物质，可以提高胰岛β-细胞分泌胰岛素的功能。而γ-亚麻酸作为多不饱和脂肪酸还可以帮助恢复糖尿病人细胞的脂肪酸去饱和酶的活性。 4、抗癌作用 γ-亚麻酸可作为潜在的抗癌药物。对γ-亚麻酸的研究表明，它具有明显的抗脂质氧化作用，因γ-亚麻酸在体内首先被氧化，从而减轻了细胞脂质过氧化损害。研究表明,γ-亚麻酸可抑制人肝癌细胞生长。抑制人结肠癌、胃癌和胰癌细胞DNA的合成,γ-亚麻酸加Fe(II)对治疗乳腺癌效果 显著。
维生素c的发酵流程
目录 1绪论 1.1引言-------------------------------------------------------------------- 1.2维生素c-------------------------------------------------------------- 1.2.1维生素c的性质-------------------------------------------- 1.2.2维生素c的功能与用途----------------------------- 1.2.3维生素c的生产现状------------------------ 1.2.4维生素c的发展状况------------------------- 2.发酵机制 2.1我国维生素C二步发酵法发酵机制------------ 3.发酵工艺及特点-------------------------- 3.1二步发酵法--------------------------- 3.2二步发酵法生产维生素C的工艺流程---------- 3.2.1加热沉淀法-------------------------------- 3.2.2化学凝聚法-------------------------- 3.2.3超滤---------------------------- 3.2.4其他方法--------------------- 4.菌种培养基及种子的扩大培养------------- 4.1第一步发酵----------------------- 4.1.1菌种---------------------------- 4.1.2一级种子扩大培养---------------- 4.1.3第一步发酵培养----------------- 4.2第二步发酵--------------------------- 4.2.1菌种--------------------------------- 4.2.2二级种子扩大培养--------------- 4.2.3第二步发酵培养---------------------- 5.发酵工艺中的部分设备------------- 5.1机械搅拌罐--------------------- 5.2气升式发酵罐---------------------- 6.无菌空气制备系统------- 6.1发酵空气的标准----------- 6.2空气预处理与设备------------------ 6.3空气除菌的工艺流程----------------- 7.部分工艺计算--------------- 7.1物料衡算------------------- 7.2每天发酵液体积---------------- 7.3发酵罐公称体积-------------------- 7.4种子罐容积和台数------------------ 7.5种子罐公称体积------------------- 7.6发酵罐发酵过程中热效应计算------------- 8.三废处理---------------------- 8.1三废生物处理的目的------------- 8.2废水处理方法-------------------------- 8.3生物滤过法净化处理------------
维生素C合成工艺
第一节维生素类生产工艺 维生素是一类生物生长和代谢所必需的、具有特殊功能的小分子有机化合物，其既不是细胞的组成物质，也不是能量物质。一般分为脂溶性和水溶性两大类，脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。不同的维生素对物质代谢的调节作用是不同的。机体缺少某种维生素时，可使物质代谢过程发生障碍，从而使机体不能正常生长，以至发生不同的“维生素缺乏症”。例如，缺乏V Bl可引起脚气病，缺乏V A会引起夜盲症，缺乏维生素V C会引起坏血病等，总之，维生素在维持机体的代谢中起着十分重要的作用。 一、维生素C ( Vitamin C，V C) 维生素C又名抗坏血酸(Ascorbic acid)，呈白色粉末，无臭，味酸，熔点190～192℃，易溶于水和甲醇，略溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿及石油醚等。具有较强的还原性，易受光、热、氧等破坏，在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干燥结晶后较稳定。V C 是一种人体必需的水溶性维生素，也是一种抗氧化剂，广泛应用于医药、食品、饲料等领域。 维生素C的合成常通过化学或微生物方法获得，下面介绍主要的维生素C合成法。 1. 莱氏法 1933年瑞士化学家莱齐特因等用化学合成方法合成维生素C取得成功，也称莱氏法。该法是最早生产维生素C的方法，也是国外采用的方法。工艺路线如图8-1所示。 图8-1 莱氏法合成维生素C的工艺路线 工艺流程如下： （1）菌种的获得以D-葡萄糖为原料，加氢催化生成D-山梨醇，再加入醋酸菌如A cetobacter suboxyclans、A．raucons、A．aceti、A．Xylinoides等将山梨醇氧化成山梨糖，常使用的是A．suboxyclan和A．melangenum，这是该工艺过程中关键的一步。 （2）第一步发酵 a. 在进行发酵时采用的条件是温度为26～30℃，最适pH值为4.4～6.8。 b．培养基的成分： 0.5％酵母浸膏为主要营养源，山梨醇浓度为19.8％，通气量比1:1.8，30℃培养30～40h，收率可达97.6％。可采用流加山梨醇的方式发酵；有机氮提供氮源。 发酵结束后经低温灭菌，得到无菌的发酵液用于第二步发酵。 （3）第二步发酵 将氧化葡萄杆菌或假单胞杆菌经过二级种子扩大培养转移至含有上述发酵液的培养基中，于发酵罐28～34℃培养60～72h，发酵液转化，精制，获得维生素C。 注意在发酵过程需采用阳离子交换树脂将山梨醇中的金属离子去掉，因为Ni2+，Cu2+阻止菌的发育，Fe抑制发酵。 该法生产的维生素C产品质量好、收率高，达60％，而且生产原料易获得，中间产物化学性质稳定，一直是国外生产维生素C的重要方法。此法也存在着很多缺陷，如生产工序繁多、劳动强度大、大量有机溶剂的使用易造成环境污染等。 188
两步发酵法制维c
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：176.13 IUPAC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。收率为97%左右。 （2）2-酮基-L-古龙酸的制备（两步发酵法） 原理：以D-山梨醇为原料，先经黑醋酸菌氧化得L-山梨醇，再以氧化葡萄糖杆菌和假单胞杆菌或芽孢菌组成的混合菌种氧化得2-酮-L-古龙酸 工艺流程 第一步发酵：黑醋酸杆菌（从D-山梨醇到L-山梨糖） ［4］ CH 2OH C C C C CHO HO HO H HO H H H OH H 2CH 2OH C C C C CH 2OH HO HO H HO H H H OH O 2CH 2OH C C C C CH 2OH HO H HO H O H OH COOH C C C C CH 2OH HO H HO H O H OH 内烯D-葡萄糖D-山梨醇L-山梨醇2-酮基-L-古龙酸氢化Acetobacter Pseudomonas CH 2OH C C C C CHO HO HO H HO H H H OH H 2CH 2OH C C C C CH 2OH HO HO H HO H H H OH O 2CH 2OH C C C C CH 2OH HO H HO H O H OH COOH C C C C CH 2OH HO H HO H O H OH 内酯化烯醇化D-葡萄糖D-山梨醇L-山梨醇2-酮基-L-古龙酸氢化Acetobacter Pseudomonas
发酵法生产维生素C的综述
发酵法生产维生素C的综述 摘要：维生素C（英语：Vitamin C，又称L-抗坏血酸）是高等灵长类动物与其他少 数生物的必需营养素。抗坏血酸在大多的生物体可借由新陈代谢制造出来，但是人类是最显著的例外。最广为人知的是缺乏维生素C会造成坏血病。在生物体内，维生素C是一种抗氧化剂，保护身体免于自由基的威胁，维生素C同时也是一种辅酶。其广泛的食物来源为各类新鲜蔬果。 维生素C（英语：Vitamin C，又称L-抗坏血酸）为酸性己糖衍生物，是稀醇式己糖酸内酯，Vc主要来源新鲜水果和蔬菜，是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。Vc有L-型和D-型两种异构体，只有L-型的才具有生理功能，还原型和氧化型都有生理活性。 其结构是一种含有6个碳原子的酸性多羟基化合物，分子式为C6H8O6，分子量为176.1。 天然存在的抗坏血酸有L型和D型2种，后者无生物活性。维生素C是呈无色无臭的片状晶体，易溶于水，不溶于有机溶剂。在酸性环境中稳定，遇空气中氧、热、光、碱性物质，特别是由氧化酶及痕量铜、铁等金属离子存在时，可促进其氧化破坏。氧化酶一般在蔬菜中含量较多，故蔬菜储存过程中都有不同程度流失。但在某些果实中含有的生物类黄酮，能保护其稳定性。 0 前言 维生素C的发酵是指通过发酵作用将原料转化为维生素C，再通过生物分离技术将其从发酵液中分离提纯，获取满足要求的维生素C产品。维生素C的发酵过程中包含菌种的培育、菌种的保藏、种子的制备、发酵动力学、发酵环节的控制和染菌及防治六个方面。概括地说，在发酵的整个过程中要选育出优秀的发酵菌种并采取合理有效的方法予以保藏，保持其优良性状；在实际生产时要对菌种进行扩大培养，满足生产上对发酵菌的数量要求；对于发酵还应全面的考虑发酵的消耗、产率问题，并通过适当的控制方法提高效率；染菌和污染是发酵过程中的一个非常严重的问题，需要严格控制，频繁检测确保发酵罐安全，避免或较小损失。 1 发酵机制 目前，维生素C发酵主要有葡萄糖发酵和山梨醇发酵，工业中使用的发酵方法分别为莱氏法和二步发酵法。 1.1葡萄糖发酵 葡萄糖发酵是以葡萄糖为原料生产维生素C的发酵方法。该方法包括莱氏法、新二步发酵法和一步发酵法，但后两种由于技术等原因尚未应用到生产中，这里将简要介绍介绍一下。 氏法是一种化学合成与一步发酵相结合的生产方法，生产工艺路线成熟，生产原料便宜易得，产品
发酵法生产维生素的产业状况
发酵法生产维生素的产业状况 洪琅俞观文 维生素是人类和动物维持正常代谢与机能所必须的一类低分子有机化合物。长期以来，人们研究证明，大多数维生素必需从食物中获得，仅少数可在体内合成或由肠道内细菌产生。维生素在人的机体内需要量虽微，但不可缺少；人体中若缺乏某种维生素，就会导致某种维生素缺乏的疾病，例如：缺乏维生素A，会引起夜盲症；缺乏维生素B1,可引起脚气病，缺乏维生素C，会引起坏血病,缺乏维生素D，就会引起佝偻病等等，可见维生素在机体代谢中所起的重要作用。 维生素按其理化性质可分为脂溶性和水溶性两大类。目前全世界已发现的维生素有60多种，但迄今被世界公认的维生素仅14种，即维生素A、维生素B1、维生素B2、泛酸、烟酸、维生素B6、生物素、叶酸、维生素B12、胆碱、维生素C、维生素D、维生素E和维生素K等等。 维生素类药物的化学结构各不相同，决定了它们的生产方法的多样性。在工业生产上，大多数维生素可以通过化学合成和微生物发酵的方法得到；近年来，在采用微生物发酵法生产维生素的研究上，取得了长足的发展，不仅产量高、成本低、质量好，而且污染少，易处理，是代表着今后的发展方向。
用化学法合成的维生素主要有烟酸、烟酰胺、叶酸、维生素B1、维生素B6、维生素D、维生素E、维生素K等等；采用人工培养微生物发酵方法生产维生素目前有维生素B2、维生素B12、维生素C、生物素等。 几十年来，国际市场对维生素的需求量一直在稳定的增加,从20 世纪80年代以来，随着对维生素的科学研究进一步深入，使维生素的应用领域不断扩大，推动了维生素生产和销售的快速增长，现在，维生素已成为国际医药、保健品以及饲料添加剂市场上一类主要的大宗产品。其中维生素C、维生素E、维生素A是维生素产业中，生产和销售最突出的产品，仅这三个产品的年销售额已达到20亿美元，维生素E的销售额最高，维生素C的产量最大。 现将微生物发酵法生产的几个主要产品分别简述如下: 1.维生素C 1.1概况 维生素C(Vitamin C)又称抗坏血酸(L-Ascorbic acid)，是人体必需的营养物质，广泛应用于医药、食品、饮料及饲料工业，是维生素类中最重要的品种之一。随着维生素C新用途的不断开拓，全世界对维生素C的需求量也不断增加，是目前全世界产销量最大、应用范围最广的维生素产品，2003年全球市场年销售额达6亿美元左右，年产量约10万吨。 1.2产业概况 1.2.1国外产业概况
微生物发酵法生产氨基葡萄糖
微生物发酵法生产氨基葡萄糖 D-氨基葡萄糖（D-glucosamine，GlcN）盐酸盐，又称盐酸氨基葡萄糖，是生物细胞内许多重要多糖的基本组成单位，是合成双歧因子的重要前体，在生物体内具有许多重要生理功能，主要用于临床增强人体免疫系统的功能，抑制癌细胞或纤维细胞的过度生长，对癌症和恶性肿瘤起到抑制和治疗作用；对于各种炎症，也能起到有效的治疗作用。最新研究证明，氨基葡萄糖硫酸盐的效果更优于盐酸盐。另外，由于氨基葡萄糖可防止人体胆固醇的蓄积，长期使用可达到抗衰老的保健目的。 目前，D-氨基葡萄糖盐酸盐/硫酸盐是壳多糖保健食品系列中最新的第三代保健功能性食品添加剂，可用作食品抗氧化剂、婴幼儿食品添加剂、糖尿病患者低热量甜味剂，也可作为抗癌、防癌、降血脂、降血压的食品添加剂；同时也应用于医药行业，如作为生化试剂用于药物合成以及用作抗细菌感染及免疫佐剂，是人体抗流感病毒的活化剂。 1生产工艺
目前，国内外氨基葡萄糖盐酸盐的传统生产方法有生物提取法和化学合成法两种，其中生物提取法为主要生产方法。生物提取法是指先从虾蟹壳中提取甲壳素或壳聚糖，再经盐酸水解而成氨基葡萄糖盐酸盐。该生产方法的缺陷主要包括： 第一、来自水产品壳提取的氨基葡萄糖盐酸盐对许多有水产品过敏反应的患者不适用； 第二、纯化工艺复杂，产品有鱼腥味，不稳定； 第三、受环境污染影响，从虾蟹壳中提取氨基葡萄糖盐酸盐，不可避免地受到重金属污染。相比较而言，微生物发酵法生产氨基葡萄糖盐酸盐是一条更好的工艺路线。微生物发酵法生产的产品无鱼腥味，生产资源不受限制；利用代谢工程进行菌种改良,可得到产量极高的工程菌，具有工业化大生产的潜力。 江苏海华生物科技有限公司引进美国最新的专利技术和高效转基因E. coli菌株，以葡萄糖等为原料，经发酵、提取、纯化、浓缩、结晶干燥等工艺生产氨基葡萄糖系列产品（盐酸盐、硫酸盐），具有转化效率高、产品质量稳定、生产成本低等特点。产品全部指标符合WS1-XG-028-2001国家药品标准要求，质量达到国外同类产品先进水平。