維生素的發(fā)酵生產(chǎn)工藝

維生素的發(fā)酵生產(chǎn)工藝張碩目錄CONTENTS維生素C產(chǎn)業(yè)概況我國生產(chǎn)概況概況存在問題和對策0105040302維生素改版NEXT發(fā)酵法生產(chǎn)維生素的產(chǎn)業(yè)狀況維生素是人類和動物維持正常代謝與機能所必須的一類低分子有機化合物長期以來，人們研究證明，大多數(shù)維生素必需從食物中獲得，僅少數(shù)可在體內(nèi)合成或由腸道內(nèi)細菌產(chǎn)生維生素在人的機體內(nèi)需要量雖微，但不可缺少人體中若缺乏某種維生素，就會導(dǎo)致某種維生素缺乏的疾病，例如：缺乏維生素A,會引起夜盲癥缺乏維生素B?,可引起腳氣病，缺乏維生素C,會引起壞血病，缺乏維生素D,就會引起佝僂病等等，可見維生素在機體代謝中所起的重要作用維生素按其理化性質(zhì)可分為脂溶性和水溶性兩大類目前全世界已發(fā)現(xiàn)的維生素有60多種，但迄今被世界公認的維生素僅14種，即維生素A、維生素B?、維生素B?、泛酸、煙酸、維生素B?、生物素、葉酸、維生素B??、膽堿、維生素C、維生素D、維生素E和維生素K等等維生素改版維生素類藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)各不相同，決定了它們的生產(chǎn)方法的多樣性在工業(yè)生產(chǎn)上，大多數(shù)維生素可以通過化學(xué)合成和微生物發(fā)酵的方法得到近年來，在采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)維生素的研究上，取得了長足的發(fā)展，不僅產(chǎn)量高、成本低、質(zhì)量好，而且污染少，用化學(xué)法合成的維生素主要有煙酸、煙酰胺、葉酸、維生素B?、維生素B?、維生素D、維生素E、維生素K等等維生素改版采用人工培養(yǎng)微生物發(fā)酵方法生產(chǎn)維生素目前有維生素B?、維生素B??、維生素C、生物素等幾十年來，國際市場對維生素的需求量一直在穩(wěn)定的增加，從20世紀80年代以來，隨著對維生素的科學(xué)研究進一步深入，使維生素的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，推動了維生素生產(chǎn)和銷售的快速增長，現(xiàn)在，維生素已成為國際醫(yī)藥、保健品以及飼料添加劑市場上一類主要的大宗產(chǎn)品其中維生素C、維生素E、維生素A是維生素產(chǎn)業(yè)中，生產(chǎn)和銷售最突出的產(chǎn)品，僅這三個產(chǎn)品的年銷售額已達到20億美元，維生素E的銷售額最高，維生素C的產(chǎn)量最大維生素改版現(xiàn)將微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的幾個主要產(chǎn)品分別簡述如下1.維生素C11.1概況21.1概況維生素C(VitaminC)又稱抗壞血酸(L-Ascorbicacid),是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飲料及飼料工業(yè)，是維生素類中最重要的品種之一01隨著維生素C新用途的不斷開拓，全世界對維生素C的需求量也不斷增加，是目前全世界產(chǎn)銷量最大、應(yīng)用范圍最廣的維生素產(chǎn)品，2003年全球市場年銷售額達6億美元左右，原創(chuàng)力年產(chǎn)量約10萬噸021.2產(chǎn)業(yè)概況31.2產(chǎn)業(yè)概況早在1910~1921年間，維生素C是從檸檬酸等天然物中提取制得，價格昂貴，不能滿足人們的需要1933年德國化學(xué)家Reichstein等采用化學(xué)法合成維生素C獲得成功，并推上工業(yè)生產(chǎn)，稱為萊氏法該法工藝成熟，生產(chǎn)穩(wěn)定，質(zhì)量好，總收率高，可達66%左右(以山梨糖計),但工藝較復(fù)雜、步驟較多、耗用原料多以后，在國際上雖然生產(chǎn)工藝上有一些改進，但總的工藝路線變化不大，一直延用至今1.2.2我國生產(chǎn)概況41.2.2我國生產(chǎn)概況裝第一個年產(chǎn)30噸維生素C車間，在東北制藥總廠投產(chǎn)，當(dāng)時的工藝為萊氏法(Reichstein),生產(chǎn)總收率接近國外水平，從而結(jié)束了我國不能生產(chǎn)維生素C的歷史其后，較早生產(chǎn)的工廠還有上海第二制藥廠(上海三維制藥公司)、西安制藥廠、北京制藥廠、南京制藥廠和太原制藥廠等1969年2月，北京制藥廠、中國科學(xué)院微生物研究所協(xié)作開展兩步發(fā)酵法新工藝的研究1971年東北制藥總廠發(fā)現(xiàn)并優(yōu)選大小兩個菌種搭配方法1972年上海第二制藥廠、上海醫(yī)藥工業(yè)研究院選育出高產(chǎn)酸菌種1975年9月，兩步發(fā)酵法在上海第二制藥廠投產(chǎn)80年代，國內(nèi)維生素C生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)采用兩步發(fā)酵法1.2.2我國生產(chǎn)概況1985年底，維生素C兩步發(fā)酵法技術(shù)以550萬美元轉(zhuǎn)讓給瑞士羅氏公司，是我國當(dāng)時金額最高的醫(yī)藥技術(shù)出口項目轉(zhuǎn)讓協(xié)議規(guī)定該技術(shù)不能轉(zhuǎn)讓給第三國，該協(xié)議有效期至2001年維生素C萊氏法，由山梨醇生產(chǎn)山梨醇采用發(fā)酵法，由山梨醅生產(chǎn)酮基古龍酸，以丙酮保護4個羥基，以次氯酸鈉氧化，最后轉(zhuǎn)化維生素C時脫去丙酮我國的兩步發(fā)酵法由原兩分子丙酮保護羥基，以次氯酸鈉氧化改為細菌氧化，即第二步發(fā)酵以細菌氧化代替化學(xué)氧化，有選擇性的氧化，免去丙酮保護，再脫去丙酮的工藝兩步發(fā)酵法縮短了工藝，節(jié)約了資源，降低了成本，簡化了設(shè)備，改善了勞動條件，減少了污染，提高了競爭能力，其工藝路線處于國際領(lǐng)先水平萊氏法生產(chǎn)維生素C工藝，維生素C對山梨醇收率在70%左右，兩步發(fā)酵法收率上世紀90年代一直在50%左右，目前已提高到67%,成本下降到3美元/公斤1.2.2我國生產(chǎn)概況(國外萊氏法成本5美元/公斤)1996年中國維生素C生產(chǎn)25964噸，比1993年報12153噸增長1倍，1996年出口22834噸，比1993年9450噸提高1.4倍，凈增13384噸由于我國維生素C在國際市場上的崛起，震撼并影響了主要生產(chǎn)出口商羅氏制藥公司的利益，羅氏制藥公司采取大幅度降價的措施，使我國維生素C出口價被迫從1994年的11美元/公斤降至1996年的5美元/公斤，當(dāng)時國內(nèi)所有廠家生產(chǎn)維生素C全部虧損，多數(shù)企業(yè)維生素C停產(chǎn)，1997年維生素C產(chǎn)量、出口量均大幅度下降1.2.2我國生產(chǎn)概況這場維生素C的價格大戰(zhàn)中，經(jīng)受住嚴峻考驗，并在市場的大風(fēng)大浪中發(fā)展壯大，檔四，下載高清無水個大型生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)水平不斷提高，規(guī)模不斷擴大，品種規(guī)格增加，中國維生素C產(chǎn)業(yè)，與瑞士羅氏公司、德國巴斯夫公司形成三足鼎立之勢212003年中維生素C市場又出現(xiàn)了一次價格的大起大落，由于我國維生素C產(chǎn)業(yè)的實力壯大，市場競爭經(jīng)驗的積累，就比較自如的應(yīng)付了這次市場沖擊1.2.2我國生產(chǎn)概況維生素C在我國醫(yī)藥工業(yè)中，是一個出口創(chuàng)匯的重要產(chǎn)品，目前世界市場為9萬噸，2003年我國產(chǎn)量為6萬噸，出口量為5.4萬噸，占世界總量的60%,位居世界第一生產(chǎn)大國據(jù)海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2003年我國維生素C出口金額為3.298億美元，為維生素類也是藥品類的第一位，占藥品總出口金額16.18億美元的20.38%,維生素C也是藥用利潤最好的品種之一01.02.1.3存在問題和對策51.3存在問題和對策(1)、生產(chǎn)能力增長過快，又過多依靠出口我國維生素C的產(chǎn)量從1992年底的9981噸增長到2003年的65000噸，出口量則從1992年的7388噸迅速增長到2003年的54000噸，出口增長率每年大概在130%左右，而國際需求的年增長率為5%,另外，加上國際市場競爭十分激烈，2002年9月美國商務(wù)部曾向我國提出反傾銷調(diào)查，后因價格上升而暫停，如低價競爭，仍有可能繼續(xù)，因此，過多依賴國際市場，風(fēng)險很大不同的深加工需要，國外維生素C的衍生物很多，有鈉鹽、鈣鹽、棕櫚酸酯、硬脂酸酯、硫酸酯、甲醛衍生物、雙異丙胺鹽等當(dāng)前，不僅僅應(yīng)用在食品添加劑、食品營養(yǎng)強化劑、飼料添加劑、保健品，而且用途已擴大到油脂、農(nóng)業(yè)、照相業(yè)、冶金等方面1.3存在問題和對策相比較來說，我國的維生素C產(chǎn)品過于單調(diào)，雖然近幾年來也開發(fā)了一些品種，如維胺顆粒制劑(Vc+VB?+V+VB?)、維喜鐵口服液(Vc+亞鐵)、維體康顆粒(Vc+VE),但市場廣度不夠因此，必須重視醫(yī)藥業(yè)外的市場領(lǐng)域國際市場上55%醫(yī)藥用，35%用于食品和飲料，10%用于飼料(3)、努力開拓國內(nèi)市場目前我國對維生素C原料藥的年用量為6000噸左右，相當(dāng)于人均維生素C年用量5g,發(fā)達國家人均60~90g,以美國為例40%的維生素C用在醫(yī)藥領(lǐng)域，而60%用于食品、飲料，保健品及飼料行業(yè)等方面國內(nèi)當(dāng)前維生素C90%用于醫(yī)藥，用于飲料等還不多1.3存在問題和對策如果我國維生素C消費水平能達到發(fā)達國家的水平，以人均年用量30g和13億人口計算，就可以開辟出一個高達4萬噸的大市場(4)、努力研究開發(fā)新劑型在國際維生素C原料藥市場擁擠不堪的狀況下，應(yīng)在制劑方面尋找突破，應(yīng)改變我國維生素C生產(chǎn)企業(yè)重視原料藥生產(chǎn)，輕視制劑的研究開發(fā)的現(xiàn)象，目前維生素C制劑的生產(chǎn)水平相對落后，劑型單調(diào)，制劑技術(shù)不過關(guān)，質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品容易發(fā)黃變質(zhì)，影響了產(chǎn)品出口而國際上品種很多，如我國年銷售額已近1億元，其它新劑型維生素C-鈉、維生素C-鈣等等也十分暢銷因此，我國維生素C產(chǎn)業(yè)必需重視維生素C制劑的研發(fā)工作，除開發(fā)注射制劑外，開發(fā)口嚼片、嬰兒滴劑、糖漿、以及含多種維生