發(fā)布時(shí)間:2012-07-18 15:01:29
所謂維生素，是對(duì)動(dòng)物體內(nèi)不能合成，卻為物質(zhì)代謝所必需的要素，因而是基于生化功能的各種各樣物質(zhì)的總稱。植物一般都有合成維生素的能力。微生物中合成維生素能力隨著種屬的不同而有頗大的差異，可是具有合成能力的微生物并不少。細(xì)菌中既有合成維生素能力的菌株，也有為了生長(zhǎng)繁殖必須由外界供給維生素的菌株，同時(shí)，使用維生素發(fā)酵消泡劑，對(duì)此可利用這一特性進(jìn)行維生素的定性和定量分析。酵母能合成幾乎全部的維生素，不過一旦外界提供維生素，往往會(huì)促進(jìn)酵母生長(zhǎng)。霉菌有合成大部分維生素的能力。
超過20種以上的各種維生素，不但化學(xué)性質(zhì)完全不同，而且在生物合成途徑上也看不出它們的聯(lián)系。到目前為止，大部分維生素的生物合成途徑還沒有完全研究清楚，但是各種路徑配合使用維生素發(fā)酵消泡劑，多數(shù)己能用化學(xué)的方法進(jìn)行合成。
利用微生物進(jìn)行維生素工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，是能夠比較容易選擇性地得到化學(xué)合成有困難的物質(zhì)，或維生素發(fā)酵消泡劑與一種有異構(gòu)體的化合物。至于維生素生產(chǎn)采用化學(xué)法還是微生物法，則應(yīng)根據(jù)各種具體情況而定。
微生物能產(chǎn)生大量維生素的例子有：用三孢布拉霉、好食脈孢菌等生產(chǎn)β-胡蘿卜素（原維生素A）；用阿舒假囊酵母、棉阿舒囊霉等生產(chǎn)維生素B2；用鏈霉菌、諾卡氏菌、丙酸菌等生產(chǎn)維生素B12；用醭膜青零等生產(chǎn)葉酸；用特異青霉生產(chǎn)D-阿拉伯糖型抗壞血酸（異維生素C）；用啤酒酵母、青霉等生產(chǎn)麥角甾醇（原維生素D）等，現(xiàn)時(shí)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的有維生素B12，β-胡蘿卜素，B2麥角甾醇，部分工藝是微生物發(fā)酵的有維生素C、異維生素C等。
維生素B12具有抗惡性貧血的特殊效應(yīng)，并作為家畜家禽的催肥劑。它是多種酶（例如，谷氨酸異構(gòu)酶）的輔基。結(jié)構(gòu)上存在幾種異構(gòu)體，最先發(fā)現(xiàn)的是氰鈷胺素0。1948年E．L．Ricke和L．Smith從肝汁中得到維生素B12結(jié)晶。目前只知道惟有微生物才能合成維生素B12，微生物中只有細(xì)菌和放線菌，配合使用維生素發(fā)酵消泡劑能合成維生素，酵母和絲狀真菌則不具備合成維生素B12的能力。動(dòng)物從食物中攝入，或吸收由腸道細(xì)菌產(chǎn)生的維生素B12 。維生素B12只在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)形成，向培養(yǎng)液中分泌的量很少。
動(dòng)物組織內(nèi)維生素B12的量太少，不能用于作商業(yè)生產(chǎn)的原料。污水處理的活性污泥中，雖含有維生素B124-10 mg/kg，但分離各種維生素B12類似物太困難。化學(xué)合成需要70個(gè)反應(yīng)步驟，用于生產(chǎn)根本不可能。因此采用微生物發(fā)酵與維生素發(fā)酵消泡劑最為合理。最初只采用從鏈霉素、新霉素、氯霉素等抗生素生產(chǎn)后的菌絲中進(jìn)行提取，屬副產(chǎn)物性質(zhì)。隨著需求量的增加，采用高產(chǎn)菌株的發(fā)酵工藝是必要的。不少國(guó)家建起了專業(yè)化的發(fā)酵工廠。
維生素B12的基本結(jié)構(gòu)：維生素B12的分子是由鈷啉核和一個(gè)核苷酸兩主要部分組成的。鈷啉核的中心有一個(gè)三價(jià)鈷原子。
維生素B12的生物合成：維生素B12的生物合成是伴隨著卟啉、葉綠素的生物合成進(jìn)行的，都來自尿卟啉原Ⅲ。尿卟啉原Ⅲ轉(zhuǎn)化為鈷啉環(huán)系的過程尚不清楚。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
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