第十六章维生素及辅酶类药物

第十六章维生素及辅酶类药物重要维生素及辅酶类药物的生产2概述116.1概述维生素及辅酶类药物的一般生产方法2基本概念116.1.1基本概念1.维生素不能供给能量，也不是组织细胞的结构成分，而是一种活性物质，对机体代谢起调节和整合作用。2.维生素需求量很小，例如人每日约需维生素A0.8～1.7mg、维生素B1(硫胺素)1～2mg、维生素B2(核黄素)1～2mg、维生素B3(泛酸)3～5mg、维生素B6(呲哆素)2～3mg、维生素D0.01～0.02mg、叶酸0.4mg、维生素H(生物素)0.2mg、维生素E14～24μg、维生素C60～100mg等。16.1.1基本概念3.绝大多数维生素是通过辅酶或辅基的形式参与体内酶促反应体系，在代谢中起调节作用，少数维生素还具有一些特殊的生理功能。4.人体内维生素缺乏时，会发生一类特殊的疾病，称“维生素缺乏症”。人体每日需要量是一定的摄入量，应根据机体需要提供，使用不当，反而会导致疾病。16.1.1基本概念16.1.2维生素及辅酶类药物的一般生产方法1.化学合成法2.发酵法3.直接从生物材料中提取4.在实际生产中，有的维生素既用合成法又用发酵法，如维生素C、叶酸、维生素B2等；也有既用生物提取法又用发酵法的，如辅酶Q10和维生素B12等。16.2重要维生素及辅酶类药物的生产维生素C2维生素B123细胞色素C4辅酶Ⅰ5辅酶Q6辅酶A7维生素B2116.2.1维生素B21.结构与性质•纯品维生素B2为黄或橙黄色针状结晶，味微苦。熔点约280℃(分解)。在碱性溶液中呈左旋性［α］20D为-120°～-140°(c=0.125%，0.1mol/LNaOH)。微溶于水(1∶3000～1∶15000)，极易溶于碱性溶液，饱和水溶液的pH值为6左右，在此pH值下该化合物不分解，呈黄绿色荧光，在565nm有特征吸收峰。16.2.1维生素B22.生产工艺(1)培养基(2)维生素B2发酵工艺流程16.2.1维生素B2（3）工艺过程•将在28℃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，接种到一级种子罐，(30±1)℃培养30～40h。将上述种子液移种到二级种子罐培养，(30±1)℃培养20h。将二级扩培的种子液，移种到发酵罐发酵，(30±1)℃，发酵终点时间约为160h。16.2.1维生素B2（4）维生素B2的提取与结晶16.2.2维生素C1.结构与性质•维生素C为白色粉末，无臭，味酸，熔点190～192℃，易溶于水，略溶于乙醇(1∶30)，不溶于乙醚、氯仿及石油醚等。它是一种还原剂，易受光、热、氧等破坏，尤其在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更快，但干燥结晶较稳定。16.2.2维生素C2.两步发酵法生产工艺流程（1）维生素C两步发酵法工艺流程16.2.2维生素C（2）工艺过程及控制要点①山梨醇发酵菌种•醋酸菌属中，Acetobactersuboxyclans、A.raucons、A.aceti、A.melangenum、A.Xylinoides等都可使山梨醇氧化成山梨糖，一般用A.suboxyclan和A.melangenum。②发酵条件•温度为26～30℃，最适pH值为4.4～6.8。pH=4.0以下菌的活性受影响。16.2.3维生素B121.结构与性质16.2.3维生素B122.维生素B12的生产（1）生产菌种16.2.3维生素B12（2）发酵（3）提取工艺16.2.4细胞色素C1.结构与性质细胞色素C是含铁卟啉的结合蛋白，铁卟啉环与蛋白质部分比例为1∶1。猪心细胞色素C相对分子质量为12200。pI为pH10.2～10.8。因以赖氨酸为主的碱性氨基酸含量较多，故呈碱性。细胞色素C对热和酸都较稳定。它在细胞中以氧化型和还原型两种状态存在。氧化型水溶液呈深红色，在饱和硫酸铵中可溶解，还原型水溶液呈桃红色，溶解度小。16.2.4细胞色素C16.2.4细胞色素C2.生产工艺（1）工艺流程16.2.4细胞色素C（2）生产工艺及控制要点①绞碎、提取、压滤②中和、吸附、洗脱③盐析、浓缩、透析④吸附、洗脱、透析⑤制剂16.2.4细胞色素C3.质量控制（1）质量标准•a.性状：深红色的澄清液体。•b.含铁量：0.40%～0.46%。•c.含酶量：每1mL中含细胞色素C不得少于15mg；酶活力不低于95.0%。16.2.4细胞色素C（2）酶活力测定方法16.2.5辅酶Ⅰ1.结构与性质CoⅠ为具有较强吸湿性的白色粉末，易溶于水或生理盐水，不溶于丙酮等有机溶剂，为两性分子，等电点pI为3。在干燥状态和低温下稳定，对热不稳定，水溶液偏酸或偏碱都易破坏。16.2.5辅酶Ⅰ2.生产工艺（1）工艺流程16.2.5辅酶Ⅰ（2）工艺过程及控制要点①细胞破壁、提取②吸附、洗脱③中和，吸附④洗脱、吸附、洗脱⑤沉淀、干燥16.2.6辅酶Q1.结构与性质•化学结构CoQ10为黄色或淡橙黄色、无臭无味、结晶性粉末。易溶于氯仿、苯、四氯化碳，溶于丙酮、乙醚、石油醚，微溶于乙醇，不溶于水和甲醇。遇光易分解成微红色物质，对温度和湿度较稳定，熔点49℃。易被化学还原剂及相应的酶还原为对应的醌醇。16.2.6辅酶Q2.生产工艺（1）工艺流程16.2.6辅酶Q（2）工艺过程及控制要点①皂化②提取、浓缩③吸附、洗脱④结晶16.2.7辅酶A1.结构与性质16.2.7辅酶A2.发酵生产CoA16.2.7辅酶A3.酶法生产CoA•近年，已实现应用产氨短杆菌细胞作为多酶酶原,以泛酸钠、腺嘌呤核苷、一磷酸腺苷(AMP)、半胱氨酸、无机磷为底物，以少量的ATP及Mg2+为辅助因子，于pH=7.5、37℃下通风搅拌4～6h，合成CoA，收率达底物总量的80%以上。为了充分发挥这一工艺的优点，采用固定化细胞技术制成固定细胞反复使用，可进一步降低成本。