C7900 Lehká biotechnologie 03 – Vitaminy Petr Zbořil

Osnova prezentace Výroba kys. askorbové.

Vitamin C Význam Potřeba Kofaktor (kolagen, žlučové kyseliny …) Redukující metabolit Antioxidant Avitaminosa – skorbut … Esenciální pro primáty, morčata, některé další (ptáci) Potřeba Sporné, 60 – 100 mg/den minimum

Vitamin C Vlastnosti Oxidoredukční Acidobazické Endiol stabilizován díky disociačním stavům

Vitamin C - produkce Možné cesty – zkrácené schema

Vitamin C - výroba Několik možností – cest Různí producenti, dráhy Různá efektivita, podmínky, požadavky Hlavní způsob – Reichsteinův proces D-glukosa 6 chemických a 1 biochemický krok Oxidace d-sorbitolu na L-sorbosu – Acetobacter suboxydans Patří mezi ketonická kvašení Stereoselektivita procesu Nezbytné intenzivní vzduchování

Vitamin C Výroba – kroky procesu D-glukosa – redukce na D-sorbitol H2, Raneyův nikl, Ru/C Oxidace D-sorbitolu na L-sorbosu, krystalizace A. suboxidans, 30 oC, 24-35-45 hod., ketonické kvašení Ochrana –OH skupin Reakce s acetonem – diaceton L-sorbosa Oxidace na kys. diaceton L-gulonovou Volná pozice 6 – na –COOH, KMnO4, HClO … Hydrolytické odstranění acetonu Laktonizace, enolizace

Vitamin C Schema výroby Vynechán krok redukce glukosy na sorbitol

Vitamin C Redukce glukosy

Vitamin C

Vitamin C Stereospecificita oxidace L-sorbitolu na D-sorbosu Neoxiduje threo- Oxiduje erythro-

Vitamin C - fermentace Substrát: D-sorbitol Ostatní komponenty 0,3-0,5% kukuřičný výluh, 0,17% fosfát amonný, oktadekanol nebo lůj Silné vzduchování, 30 oC Inhibují Ni2+, substrát (z redukce), materiál zařízení Adaptované kmeny méně citlivé substrát - 20%, lépe 10% + přítok

Vitamin C - fermentace Podmínky procesu Izolace L-sorbosy Nerezový nebo hliníkový fermentor Vzduchování 1-3 obj./obj. kapaliny za minutu, míchání, chlazení (produkce tepla) Inokulace sterilního media 3% inokula v logaritmické fázi Doba kvašení ca 24-30 hod., lépe zkrátit (při ca 90% konverzi, zbytek se zoxiduje během další manipulace Izolace L-sorbosy Přidání karborafinu a centrifugace Supernatant – zahuštění ve vakuu, krystalizace, centrifugace Rafinace s karborafinem Výtěžek ca 80-90%

Vitamin C – chemické kroky Blokáda –OH skupin Sorbosa v suchém acetonu (10násobek proti sorbose) Okyselení konc. H2SO4, 40-50 oC, 2-3 hod., smaltovaný kotel s mícháním Ochlazení na -7 oC, neutralizace 20% NaOH, oddestilování acetonu, extrakce DAS (dichloretan apod.) – MAS zůstává v roztoku Oxidace DAS DAS ve vodě + KMnO4, alkalizace NaOH, 40-50 oC Filtrace, okyselení konc, HCl, sráží se produkt Výtěžek do 50%, ca 2-4 kg glukosy na 1 kg askorbátu