维生素生产工艺的研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

（1）选题的背景和意义，

维生素B₁₂通常用来表示含钴离子的类咕啉类化合物,尤其是指钴胺素类化合物。它是一种重要的生物活性物质,广泛应用于医药和食品,它是哺乳动物的造血因子,可以用来治疗恶性贫血症,同时它也是许多微生物和动物的生长因子。VB₁₂ 能够促进家禽、家畜特别是幼禽、幼畜生长发育、提高饲料蛋白质的利用率, 从而可用作饲料添加剂。

由于VB₁₂ 的结构极为复杂, 其化学合成高度繁琐昂贵, 从肝脏等动物组织提取的效率和效益也十分低下, 所以只能通过微生物发酵法来实现商业化生产。较早期采用链霉素发酵废液提取, 上个世纪70年代被专门发酵取代。

自1949 年美国施贵宝公司、礼莱公司、普强公司和雅培公司等进行工业化生产开始, 在以后的几十年里, VB₁₂ 需求量增长缓慢。自上世纪90 年代起,其市场容量有了较快增长, 到2002 年达到20 多吨,美国、德国、印度和中国为主要生产国。其中, 美国市场上VB₁₂ 药用约占40%, 饲料用约占36%, 食品用约占24%。 在2003 年之前的较长一段时期,VB₁₂ 价格比较昂贵和稳定, 1990 年以前, 国际市场价格为每千克5000~5500 美元, 90 年代中期, 上升到6500~7000 美元, 2002 年, 我国出口报价7200~7500美元。2003 年, VB₁₂ 产量迅速增加, 供求关系发生变化, 国际价格下跌迅速, 目前已经不足每千克3000 美元。

国内, 1966 年华北制药厂率先生产VB₁₂。20 世纪60~70 年代, VB₁₂ 在全国年产量仅有几十千克。到80 年代末, 年产量达到150 kg。自90 年代中期起, 进入高速增长期, 1999、2000、2001 年其年产量分别为3.4 t、4.3 t 和6.2 t, 2003 年上升到10 t 以上。2003 年以来出口价格下降, VB₁₂ 产量增幅已不如前几年, 但产量仍不断增加, 到2007 年VB12及其衍生物生产总量为27 t, 占全球总产量的77%, 中国成为VB₁₂ 主要生产国。国内生产企业有华北制药集团、石药集团、河北玉峰集团、宁夏多维药业，江苏兄弟维生素有限公司等。2007 年, 我国VB₁₂ (含衍生物)出口数量为21 t, 占国内产量的78%, 出口市场主要是美国、印度、德国、日本和荷兰。就消费与市场区域来讲, 由于欧、美、日各国经济发达, 他们是VB₁₂ 消费的最主要市场, 目前基本保持在3%~5%的需求增长速度; 亚洲对包括VB₁₂ 在内的维生素的需求也不断增加, 年增长率保持在10%~15%。目前, 无论是作为动物饲料, 还是用于药品、食品添加剂, 维生素预混剂使用已超过了单一应用, 这一趋势还在不断增加。就国内市场而言, 随着我国经济的发展和居民生活水平的提高, VB₁₂ 需求将持续扩展。

（2）研究的基本内容和拟解决的主要问题，

自然界中,维生素B₁₂的生物合成存在2种不同的合成途径: (1)好氧途径,即维生素B₁₂的生物合成过程中需要氧的参与,比如脱氮假单胞杆菌( Pseudo2monas denitrificans)中维生素B₁₂的合成就属于好氧途径;(2)厌氧途径,在该途径中,维生素B₁₂的合成不需要氧,利用厌氧途径合成维生素B₁₂的微生物主要有费氏丙酸杆菌( Propionibacterium freudenreichii )、谢氏丙酸杆菌( Propi2onibacteriumshermanii)和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi2murium )等。维生素B₁₂作为一种重要的生物活性物质,越来越受到

人们的关注。目前,费氏丙酸杆菌、谢氏丙酸杆菌和脱氮假单胞杆菌是工业化发酵生产维生素B₁₂的最常用菌株。特别是维生素B₁₂生物的合成途径已经阐明,使得人们可以有目的地通过发酵过程的代谢调控以及高产菌株的选育,来提高维生素B₁₂产量。