年产1000吨维生素B2生产线工艺设计(发酵车间)文献综述
2020-04-13 13:26:02
文 献 综 述
维生素B2又名核黄素(”boflavin)、维生素G或乳黄素,是一种人体必需的水溶性维生素,在中性或酸性溶液中加热是稳定的。为体内黄酶类辅基的组成部分(黄酶在生物氧化还原中发挥递氢作用),当缺乏时,就影响机体的生物氧化,使代谢发生障碍。其病变多表现为口、眼和外生殖器部位的炎症,如口角炎、唇炎、舌炎、眼结膜炎和阴囊炎等,故本品可用于上述疾病的防治。体内维生素B2的储存是很有限的,因此每天都要由饮食提供。维生素B2的两个性质是造成其损失的主要原因:(1)可被光破坏;(2)在碱溶液中加热可被破坏。核黄素具有广泛的生理功能,因此被世界卫生组织(WHO)列为评价人体生长发育和营养状况的六大指标之一[1]。核黄素在临床治疗、饲料工业、食品工业及化妆品工业等中均有重要价值。
一 核黄素生产的工艺方法
核黄素较早就实现了商业化生产。目前,国际上生产核黄素的工艺方法主要有4种:抽提法、化学合成法、微生物发酵法以及微生物发酵与化学合成结合法[2]。其中,微生物发酵法是近些年发展起来的一种十分经济有效的方法。
1.1 抽取法
核黄素是动植物中黄色酵的主要成分。乳制品,牛肝脏,卵,酵母和蚕蛹中均含核黄素,可从此等原料中萃取核黄素。但是这种方法只处在试验阶段,效率低。产量不高,不适合大规模生产。
1.2 化学合成法
化学合成法一般以葡萄糖或D-核糖作为起始原料,经氧化,成盐,转化,酸化,内酯化,催化加氢,环化等过程制得核黄素。该生产方法对环境污染严重,产品中有难以根除的杂质和残留毒性,正是由于这些因素导致目前的核黄素生产方法向生物发酵方向发展。成本高,环保处理困难,已逐步被淘汰。化学合成法由3,4二甲基苯胺与D-核糖来合成[3]。
1.3 微生物发酵法
微生物发酵法采用的主要碳源为植物油、葡萄糖、糖蜜或大米等;清华紫光集团公司还开发了以米糠油、骨胶等为原料的核黄素发酵生产技术。不同核黄素生产原料的价格和营养成分含量不同。BASF公司主要采用豆油作为核黄素的生产原料。我国的湖北广济药业公司原先主要以糖蜜作为核黄素生产原料,但是,尽管糖蜜的成本低于豆油,其供应却难以保障。为此,湖北广济药业公司先后投资1.8亿元开发了以大米替代糖蜜生产核黄素的新工艺,并在湖北省武穴市建成了全国最大的核黄素糖化发酵工厂。该工厂的投产运营不仅解决了糖蜜原料的供应难题,降低了原料成本,而且还扩大了核黄素生产规模,使其由原先的年产300吨提高到未来的2000吨。据预测,该工厂投产运营之后,每年大约可消化5000万吨稻谷。由于微生物发酵法具有工艺简单,成本低廉,环境污染小,易于分离提纯等优点,而被许多核黄素生产厂商所青睐[4-6]。