维生素C的提取(4)

维生素C的提取之马矢奏春创作创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日维生素C是人类营养中最重要的维生素之一，如果缺乏维生素C它时会发生坏血病，因此又称为抗坏血酸（ascorbicacid）。它对物质代谢的调节具有重要的作用。近年来，发现它还有增强机体对肿瘤的抵抗力，并具有化学致癌物的阻断作用。维生素C是不饱和多羟基物，属于水溶性维生素。抗坏血酸在自然界分布十分广泛，存在于新鲜水果和蔬菜中，尤其是柠檬果实和一些绿色植物（如青辣椒、菠菜等）中含量特别丰富。抗坏血酸在机体同具有广泛的生理功能，已知体内许多重要物质的代谢反应都需要抗坏血酸的介入。它是脯氨酸羟基化酶的辅酶，故有增进胶原蛋白合成的作用。机体中许多含疏基的酶，需要依赖于作为还原剂的抗坏血酸的呵护，使酶分子的疏基处于还原状态，从而维持其催化活性。由于抗坏血酸的氧化还原作用，它可促进免疫球蛋白的合成，增强机体的抵抗力。同时还能使氧化型谷胱甘肽转化为还原型谷胱甘肽（简称GSH），而GSH可与重金属结合而排出体外，因此维生素C经常使用于重金属的解毒。此外，抗坏血酸尚有许多其他生理功能，但其作用机理还不十分清楚。抗坏血酸是一种不饱和的多羟基内酯化合物，稍有酸味的糖类白色晶体，易溶于水，故属于水溶性维生素。在溶液中其分子内C2和C3之间的烯醇式羟基上的氢极易解离并释放出H，而被氧化成脱氢抗坏血酸，氧化后仍具有维生素C的生理活性，但它易分解为二酮古洛糖酸，此化合物不再具有维生素C的生理活性。维生素C有很强的还原性，在碱性溶液中加热并有氧化剂存在时，易被氧化而破坏。还原型和氧化型抗坏血酸可以互相转变，在生物组织中自成一氧化还原系统。维生素C具有很强的还原性。还原型抗坏血酸能还原染料2,6—二氯酚靛酚，自己则氧化为脱氢型。在酸性溶液中，2,6—二氯酚靛酚呈红色，还原后变成无色。因此，当用此染料滴定含有维生素C的酸性溶液时，维生素C尚未全部被氧化前，则滴下的染料立即被还原成无色。一旦溶液中的维生素C已全部被氧化时，则滴下的染料立即使溶液酿成粉红色。青椒中维生素的提取方法：维生素C在中性、碱性条件下不稳定，在酸性条件下稳定，因此，弱酸性溶液中可提取维生素C。用水将青椒洗净，用滤纸吸去概况水分。称取10g，放入研钵中，加1％HCl溶液5ml一起研磨，放置片刻，将提取液转入锥形瓶中。如此反复2～3次。用适量白陶土脱色，过滤，最后，将提取液转入50ml容量瓶中，再用1％HCl溶液稀释到刻度并混匀，静置10min。果蔬中维生素C的提取：水洗干净待测的新鲜蔬菜或水果，用纱布或吸水纸吸干概况水分。然后称取20g，加入10～20mL2%草酸，研磨成浆状，抽滤，合并滤液，滤液总体积定容至50mL。或者研磨后以2%草酸洗涤离心(4000r/min，10min)2~3次，合并上清液于50mL容量瓶中，定容至刻度。草莓中维生素C的提取：将分选、洗净、沥干后的新鲜草莓按1：10（鲜果：提取剂）分别用分歧溶剂于分歧温度下经过分歧时间提取，再经减压过滤或得各种水溶性维生素提取液。测定前经微孔膜（）过滤。维生素C对热不稳定，在中性或碱性水溶液中极易氧化，故提取在常温下酸性溶剂中进行，本文探讨了用1%的盐酸、3%的草酸、2%~5%的HPO3进行提取。结果证明用5%的HPO3研磨草莓后，再用2%的进行浸提较为理想。因为HPO3具有明显的沉淀蛋白质和呵护维生素C的作用。结晶提取维生素C：结晶是制药工业中一个很重要的单元操纵，这是因为结晶过程能从杂质含量相当多的溶液中形成纯净的晶体(形成混晶的情况除外)；据统计，85%以上的药品最终以晶体形态出现。此外结晶产品的外观优美，无论包装、运输、储存或使用都很方便。因此，对于许多物质来说，结晶往往是大规模生产的最好又最经济的方法；另一方面，对更多的物质来说，结晶也是小规模制备纯品的最方便的方法。从维生素C母液中提取维生素C的方法，它包含以下步调：对维生素C母液中和，生成维生素C盐得盐溶液；将盐溶液搅拌、再经过浓缩结晶、分离，得维生素C。该方法工艺科学，操纵简单，实用性强，分离效果好，回收率高，既增加了经济收益，又可防止污染环境，具有很好的经济效益和社会效益。通常加入氢氧化钠溶液生成维生素C-Na盐(VintaminC-Na)又名L—抗坏血酸钠(L-AscorbicacidNa)。在医药上用作Vc增补剂，以弥补Vc摄入缺乏；在食品及一些饮料上用作抗氧化剂，可防止食品和饮料变色、变味。维生素C-Na盐为白色或微黄色针状晶体，无臭，味略咸，在空气中较稳定，遇光色渐变暗，在水中易溶，在甲醇，己醇中微溶解。在氯仿或已醚中不溶。比旋度103—108，干燥失重小于或等于0.25%，pH值介于7-8之间，含量大于或等于99%。结晶的方法有五种：(1)冷却法，结晶过程基本上不除去溶剂，而是使溶液冷却降温，成为过饱和溶液。此法适用于溶解度随温度的降低而显著下降的物系；(2)蒸发法，是除去一部分溶剂的结晶法，它使溶液在加压、常压或减压下加热蒸发而浓缩以达到过饱和。此法主要适用于溶解度随温度的降低而变更不大的物系或具有逆溶解度的物系；(3)真空冷却法，溶剂在真空下闪急蒸发并绝热冷却而使溶液过饱和，析出晶体，它实质上是以冷却及去除一部分溶剂的浓缩两种效应来发生过饱和度，此法适用于dC*/d值中等的物系；(4)盐析(溶析)法，即向物系中加入某物质，以降低溶质在溶剂中的溶解度，所加入的物质可以是固体，也可以是液体或气体，这种物质往往叫做稀释或沉淀剂。这种结晶法之所以ALI做盐析法，是因为NaCl是一个最经常使用的沉淀剂；(5)反应结晶法，即利用气体与液体或液体与液体之间进行化学反应获得的反应产品晶体的方法。超滤技术提取维生素C：原料药VC提取过程,大致有两种方法:经典的莱氏法,和中国大规模通用的两步发酵法.莱氏法是维生素C生产的经典方法，系以葡萄糖作为起始原料，经催化加氢制成D．山梨醇，再经醋杆菌深层发酵氧化制得收率很高的L-山梨糖，L一山梨糖经丙酮和硫酸处理（生产上俗称丙酸化）生成双丙酮-L-山梨糖（简称双酮糖），再用苯或甲苯提取，提取液经水法除去单酮山梨糖后蒸去溶剂而后分离出来，用高锰酸钠氧化、水解、酯化、转化、中和便得VC。中国国内企业通用的两步发酵法，即山梨醇发酵生成山梨糖后，山梨糖又经第二步细菌氧化，直接生成2一氧代古洛糖酸，而废除了丙酮化和化学氧化两个步调。反应过程为葡萄糖催化加氢制山梨醇，山梨醇经发酵生成L-山梨糖，再经第二步发酵到2-氧代古洛糖酸。提取发酵液的提取工艺是维生素C实验生产行业中较为重要的问题。经过二次发酵，发酵液中2-酮基-L-占龙酸含量仅为6～9%，且残留菌丝体、蛋白质和悬浮微粒等杂质，分离提纯比较困难。后处理的费用占总成本的比例很大，因此研究后处理技术，对降低维生素C实验的生产成本非常重要。生产上应用的提取法主要有加热沉淀法、化学凝聚法和超滤提取3种。超滤提取具有无相变、节能、操纵简便、不造成新的环境污染等优点，现已在生产中获得广泛应用。有许多将超滤用于发酵液的提取、浓缩等的报导。2—酮基-L-古龙酸钠盐发酵液预处理后通过超滤膜，使1-酮基-L-古龙酸钠盐溶液与菌丝、蛋白质及悬浮微粒等大分子杂质分离，大大简化了提取工艺。再经超滤树脂脱盐脱色后浓缩结晶，2-酮基-L-古龙酸超滤工艺收率约为98%，在超滤前后发酵液中2-酮基-L-古龙酸的钠盐含量几乎不变。此工艺用膜分离代替传统工艺中的加热除蛋白质，1-酮基-L-古龙酸收率提高近4%。整个过程通过夹套冷却的方法坚持在常温下操纵，能耗低，成本降低。在用膜除蛋白质过程中，无任何新化学物质加入，减少了树脂的污染和损耗，降低了酸碱用量，也减少了“三废”排放。更值得指出的是，超滤法对已染菌的维生素C实验发酵液仍可包管最终成品质量，而其他工艺却难以实现。超滤技术的重点在于选择合适的膜和膜装置、生产流程和膜清洗方法。随着新型膜资料技术的进一步开发，如陶瓷膜、不锈钢膜等的应用，选择最适宜的膜设备、膜组件和膜分离件，可使产品的收率和质量进一步提高。选择抗堵塞的超滤膜组件，可消除发酵液的预处理步调，降低成本。膜装置在大规模工业化生产中多采取连续式流程。膜清洗程序和膜的寿命有很大关系，主要是洗涤剂加入量、pH值调节、加热温度和冲洗时间等。此外，提取方法还有仍处于实验阶段的离子交换法和溶媒萃取法。膜分离技术提取维生素C：膜分离技术是一种新型高效、精密分离技术，它是资料科学与介质分离技术的交叉结合，具有高效分离、设备简单、节能、常温操纵、无污染等优点，广泛应用于维生素的提取。膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采取天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操纵。现已应用的有反渗透、纳滤、超出滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术，其中在食品、药学工业中经常使用的有微滤、超滤和反渗透3种。我国维生素C、酶制剂已经实现工业化生产。维生素C发酵液中的蛋白质相对分子质量一般为1，可以选择一定截留相对分子质量的超滤膜除去蛋白质等大分子杂质。李春艳等[3]选用超滤膜系统及截留相对分子质量为30000的膜处理维生素C的原始发酵液，滤液质量好，通量高，而且简化了工艺，提高了收率。酶制剂相对分子质量在1间，是高度催化活性的特殊蛋白质，正好落在超滤的切割范围内。用截留相对分子质量5000和10000的超滤平面膜组件，直接从去除菌体的发酵液中浓缩回收，在浓缩率20倍以下，取得98.3%的高回收率，具有应用价值。分子蒸馏技术提取维生素C：分子蒸馏分歧于一般的蒸馏技术。它是运用分歧物质分子运动平均自由程的不同而实现物质的分离,因而能够实现在远离沸点下操纵。根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子,随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体,在外界条件坚持恒定情况下,就会达到分子运动的动态平衡。从宏观上看达到了平衡。体混合物为达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面,轻分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子不竭被冷凝,从而破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不竭逸出,而重分子因达不到冷凝面很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,这样,液体混合物便达到了分离的目的。创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日