核黄素

核黄素（一）、理化性质核黄素又称维生素B2，是具有一个和糖醇侧链的异咯嗪类的衍生物。核黄素：R=H核黄素的异咯嗪上第1位及第10位N原子与活泼的双键相连，能接受氢而被还原成无色产物，还原后很容易再脱氢，因此具有可逆的氧化还原特性。OH|FMN:R=-P-OH‖OFAD:R=-ADPCH2ORCHOHCHOHCHOHCHOHNNNHH3CH3C7610C4OO9N1C（二）、吸收和代谢及生理功能核黄素大部分以黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸辅酶（FAD）形式和蛋白质结合。核黄素主要在肠胃道上部吸收，是一个主动转运过程，需要钠离子和ATP的参与。机体对核黄素吸收量与摄入量呈正比。核黄素具有可逆的氧化还原特性，在组织中通过参与构成各种黄素酶的辅酶，即FMN与FAD而发挥它在生物氧化过程中的递氢作用。以此表现出它对物质代谢过程的重大影响维生素B2(riboflavin)功效1.用于治疗心绞痛维生素B2可以改善心脏的血液供应。2.用于防治偏头痛偏头痛是由于脑细胞的能量储备减少所致。而维生素B2则能提高脑细胞内线粒体的潜能。3.防治癌症科学家研究发现，若维生素B2缺乏，可增强化学致癌物的致癌作用。因此日常生活中多补充维生素B2可防治癌症。缺乏核黄素核黄素的缺乏症状主要表现在眼、口腔和皮肤上。眼：眼球结膜充血，角膜周围血管增生，角膜与结膜链接处有时发生水泡。表现为睑缘炎、羞明、视物模糊和流泪，严重时角膜下部有溃疡。皮肤：脂溢性皮炎，患处皮肤皮脂增多，轻度红斑，有脂状黄色鳞片。核黄素缺乏病•口角炎唇炎、口角炎口腔：口角湿白、裂隙、疼痛和溃疡。嘴唇肿胀以及唇炎。舌疼痛、肿胀、红斑及舌炎等。需要人群妊娠中、哺乳期的妇女需要更多的维生素B2；不常吃瘦肉和奶制品的人应当增加维生素B2；因患溃疡或糖尿病而长期进行饮食控制的人较易产生维生素B2不足的现象；对于所有精神紧张的人必须增加其复合维生素的摄取，与维生素B6、C及烟酸一起摄取，作用效果最佳。中国居民膳食核黄素推荐摄入量mg/d•年龄（岁）RNI(推荐摄入量）年龄（岁）RNI0~0.4（AI）男女0.5~0.5（AI）14~1.51.21~0.618~1.41.24~0.7孕妇1.77~1.0乳母1.711~1.2核黄素的食物来源核黄素的工业化生产•目前核黄素的工业化生产主要有微生物发酵法和化学半合成法两种,其中微生物发酵法以生产工艺简单、原料廉价、环境友好以及资源可再生等优点而倍受世界核黄素生产商的青睐。•(一)化学合成法制备维生素B2•将D-核糖与3，4-二甲基苯胺缩合，在氢化还原得一仲胺此仲胺与苯氯化重氮化物反应，生成一种偶氮染料化合物——3，4二甲基-6-苯偶氮-D–核糖胺最后与巴比妥酸在乙酸存在下缩合即可得到维生素B2。此维生素B2的生产工艺生产B2的产率可达95.3%，纯度达96.8%。其中合成所用的D-核糖目前是以D-葡萄糖为原料，经芽孢杆菌属细菌发酵而成的，它代替了原先用D-葡萄糖经4步反应合成D-核糖的方法。因为后者需要用到钠汞齐，从而带来了很严重的环境污染问题。化学法合成维生素B2可以利用传统的分批反应的设备，但在纯化精制阶段，偶氮燃料中间物和维生素B2均会生成细小晶体，给有效地过滤和洗涤带来了较大的困难。同时由于这2种化合物的颜色都比较深，也使工厂的车间管理较困难。•（二）微生物法合成维生素B2•维生素B2的微生物发酵生产采用三级发酵法。将在25℃培养成熟的维生素B2产生菌的斜面孢子用无菌水制成孢子悬浮液，接种于种子培养基中培养（30+℃），30~40h），最后将二级发酵液移种至三级发酵罐发酵（30+℃，160h），得到维生素B2发酵液。工业上使用的维生素B2的产生菌主要有阿氏假囊酵母（Eremoteciumashbyii）和棉病囊菌（Ashbyagossypii）2种菌。经过菌种改良后，维生素B2生产的最高水平可达到10000U/ml。产品质量好，成本低。•核黄素发酵的主要生产菌包括:•棉囊阿舒氏酵母Ashbyagossypii•解朊假丝酵母Candidafamata•阿舒氏假囊酵Eremotheciumashbyii•酿酒酵Saccharomycessp•枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis•产氨棒状杆菌Corynebactiaaminogensis•随着基因工程技术的发展,枯草芽孢杆菌和产氨棒状杆菌等产核黄素工程菌相继构建成功,这些工程菌具有发酵周期短(2~3天)、原料要求简单、产量高等优点,在核黄素的微生物发酵生产中显示了强大的生命力发酵过程•第一步，菌种选取。随着分子生物学技术的发展，基因工程手段已经应用于核黄素生产菌种育种中，这样选出来的菌种具有产量高、能耗低（主要指培养菌种所需的营养物质）、产品纯度高等有点，显著提高了经济效益。•第二步，发酵方法的选取。核黄素微生物发酵法包括液体深层发酵法和固体发酵法（液体和固体主要是指培养菌种的培养基状态的不同：即培养基可以是液态的，也可以是固态的）。•这里需要指出的是，固体发酵工艺比液体发酵操作简单方便，生产规模可大可小，特别是固体发酵的设备比液体发酵降低80%成本以上，同时能大大减少能源的消耗，便于推广和应用。•第三步，核黄素的提取。即从发酵液中将核黄素提取出来。主要的提取方法有：重金属盐沉淀法，酸溶液法和碱溶液法。科学研究表明，碱溶液法提取核黄素不仅收益高，且耗能低，随着离心分离设备的不断改进，碱溶液法分离提取核黄素的优越性越来越明显。•第四步，核黄素的测定。是对发酵液中核黄素含量、质量的测定。测定的方法有：微生物法、荧光比色法、高效液相色谱技术（HPLC）,核黄素化学发光新方法等。目前核黄素化学发光新方法的精确度和灵敏度高、分析速度快，具有广泛的应用前景。•第五步，核黄素颗粒的制备。微生物发酵生产的核黄素需要干燥才能制成核黄素成品。常用的干燥方法：普通气流干燥法和喷雾干燥法。微生物发酵的缺点•与化学合成法相比,微生物发酵法也存在着某些缺点和不足。例如在核黄素的后期加工与处理过程中,核黄素的分离纯化比较困难,难以获得高纯度的核黄素。复习题•1.微生物发酵法生产核黄素的优缺点？答:生物发酵法优点有生产工艺简单、原料廉价、环境友好以及资源可再生等。缺点有核黄素的后期加工与处理过程中,核黄素的分离纯化比较困难,难以获得高纯度的核黄素。