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人工合成
維他命C
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生物合成
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來源
人工合成
在人體中的作用
維生素C最早是從動植物中提煉出來的。後來發展出化學製造法,以及發酵及化學共享的製造法。發酵法是用微生物或酶將有機化合物分解成其它化合物的方法。現在的維生素C工業製造法有兩種,一種是Reichstein發明的一段發酵製造法,一種是尹光琳發明較新的兩段發酵法。
Reichstein製造法是瑞士化學家Reichstein發明的製造法,現在還是被西方大藥廠如羅氏公司(Hoffmann-La Roche),BASF及日本的武田製藥廠等採用。中國藥廠全部採用兩段發酵法,歐洲的新廠也開始使用兩段發酵法。
兩種方法的第一階段都相同,就是先將葡萄糖在高溫下還原而製成山梨醇(Sorbitol),再將山梨醇發酵變成山梨糖(Sorbose)。Reichstein製造法將山梨糖加丙酮製成二丙酮山梨糖(Di-acetone sorbose),然後再用氯及氫氧化鈉氧化成為二丙酮古龍酸DAKS(Di-acetone-ketogulonic acid)。DAKS溶解在混合的有機溶液中,經過酸的催化重組成為維生素C。最後粗製的維生素C經過再結晶成為純粹的維生素C。Reichstein製造法多年來經過許多技術及化學的改進。使得每一步驟的轉化效率都提高到90%,所以從葡萄糖製造成的維生素C的整體效率是60%。
Reichstein製造法需要許多有機及無機化學物質和溶劑,例如丙酮,硫酸,氫氧化鈉等。雖然有些化合物可以回收,但是需要嚴格的環保控制,和高昂的廢棄物處理費用。兩段發酵法是中國微生物學家尹光琳發展出來的,所有的中國維生素C藥廠都採用此法。許多西方藥廠也得到此法的專利使用權,包括Roche和BASF-Merck合作的計劃。此法的設備費用及操作投資都較低,生產成本只有Reichstein製造法的三分之一。
兩段發酵法是用另一發酵法代替Reichstein製造法製造DAKS的步驟。發酵的結果是另一種中間產物2-酮基古龍酸(2-Keto-L-gulonic acid KGA)。最後將KGA轉化為維生素C的方法與Reichstein製造法類似。兩段發酵法比Reichstein製造法使用的化學原料少,所以成本降低,而且廢棄物處的費用也減少。
現在有許多其它製造維生素C的方法在研究發展中,其中最值得注意的有以下兩種方法;一是將葡萄糖直接發酵成為KGA,在美國有Genencor, Eastman, Electrosynthesis, MicroGenomics 等公司及美國阿岡國家實驗室Argonne National Laboratory在進行。另一是將細菌的基因重組使得可能用一步發酵直接將葡萄糖轉化為維生素C。
許多維生素在高溫,日晒,及水溶的環境中不穩定。為避免維生素在使用過程中分解,維生素可以加入其它穩定劑或製造成化學衍生物以維持其穩定性。市售的維生素C製成不同的型式以適合不同的應用,有不同純度的粉末和結晶,也有做成維生素C化鈉及維生素C化鈣等衍生化合物。維生素C化鈉較適合做為肉類保鮮的抗氧化劑,維生素C化鈣則適合做為同時提供維生素C和鈣質的營養素。可以抗熱抗壓的單磷酸維生素C化鈣Calcium Ascorbyl Monophosphate主要是供應飼料加工業。其它特殊用途的維生素C產品,例如羅氏藥廠出品Stay-C,它不容易溶解於水,所以可以做為魚類的飼料。
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