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“兩步并一步” 新研究讓維生素合成更高效
2023年12月21日 10:01:44
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5205
隨著“早C晚A”的護(hù)理理念在互聯(lián)網(wǎng)上傳播開來，越來越多的人開始重視維生素的使用，甚至不少人因此深入的了解了不同營養(yǎng)素的作用，并出于美容養(yǎng)顏或是養(yǎng)生調(diào)理的目的，為自己規(guī)劃了具體的營養(yǎng)學(xué)方案。而這也一定程度上刺激了維生素C的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因?yàn)樽鳛槿梭w重要的微量元素，與其他很多維生素不同，維生素C人體無法自然合成。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著“早C晚A”的護(hù)理理念在互聯(lián)網(wǎng)上傳播開來，越來越多的人開始重視維生素的使用，甚至不少人因此深入的了解了不同營養(yǎng)素的作用，并出于美容養(yǎng)顏或是養(yǎng)生調(diào)理的目的，為自己規(guī)劃了具體的營養(yǎng)學(xué)方案。而這也一定程度上刺激了維生素C的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因?yàn)樽鳛槿梭w重要的微量元素，與其他很多維生素不同，維生素C人體無法自然合成。
事實(shí)上，作為人類熟知的一種維生素，維生素C憑借其優(yōu)秀的抗氧化能力、自由基清除能力，廣泛出現(xiàn)在各種食品、藥品、日用品中，而每年全球大約要消耗22萬噸的維生素。僅從這點(diǎn)就足以證明維生素C的產(chǎn)業(yè)多么龐大。事實(shí)上，如今維生素C的消耗量已經(jīng)超過其它所有維生素類產(chǎn)品的總和，每年甚至還在以10%左右的速度持續(xù)增長。說它是維生素家族中的“國民偶像”也不過分。
但是與龐大的產(chǎn)業(yè)不同的是其復(fù)雜的合成工藝。
工業(yè)合成維生素C需要先合成2-酮基-L-古龍酸，合成2-酮基-L-古龍酸采用的是生物合成法，也就是業(yè)內(nèi)常說的“三菌兩步法”。簡單的說就是通過在D山梨醇培養(yǎng)基中加入特定種類的發(fā)酵微生物，使其先轉(zhuǎn)化為L-山梨糖，然后在其中加入兩種其他的發(fā)酵微生物，讓其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為2-酮基-L-古龍酸。并且加入的時(shí)間和發(fā)酵環(huán)境都需要嚴(yán)格控制，每次加入不同發(fā)酵微生物之前，都需要對發(fā)酵液進(jìn)行高溫滅菌。復(fù)雜的流程，反復(fù)的消毒都會(huì)增加制備的成本與延長制備的時(shí)間。這也是為什么一直以來業(yè)界都在探索一種適用于工業(yè)生產(chǎn)的“一菌一步”維生素C制備方法。
而就在最近，江南大學(xué)未來食品科學(xué)中心團(tuán)隊(duì)似乎在這方面得到了突破，他們通過十余年的刻苦攻關(guān)尋找到了“一菌一步”制備維生素的突破口。
相關(guān)研究報(bào)告中提到，該團(tuán)隊(duì)“以氧化葡萄糖酸桿菌為底盤菌株，通過引入山梨酮脫氫酶與山梨糖脫氫酶，成功構(gòu)建出可以直接利用山梨醇一步發(fā)酵合成2-酮基-L-古龍酸的工程菌株，在這種工藝下，每升山梨醇溶液在168小時(shí)內(nèi)可以生產(chǎn)出61.8克2-酮基-L-古龍酸”。并且還解析了山梨醇發(fā)酵過程中的關(guān)鍵限速酶——山梨酮脫氫酶的催化機(jī)制，并提升了它的活性。簡單的說就是為發(fā)酵維生素C尋得了更快的加速催化媒介。
而根據(jù)負(fù)責(zé)人在其他采訪中提到的內(nèi)容來看，目前，該團(tuán)隊(duì)在62小時(shí)內(nèi)，使5升的葡萄糖發(fā)酵罐內(nèi)達(dá)到40%的葡萄糖轉(zhuǎn)化率，即實(shí)現(xiàn)30.6克/升的2-酮基-L-古龍酸產(chǎn)量。
如果該研究后續(xù)能夠持續(xù)突破，不但有利于優(yōu)化目前的維生素C生產(chǎn)工藝，更可以全面的降低目前大部分涉及到維生素C使用商品的制造成本，對于經(jīng)濟(jì)、科研、生物醫(yī)藥的發(fā)展，都有促進(jìn)意義。
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