摘要：综述了维生素C生产中提取的传统工艺和改进工艺，，重点介绍了目前生产常用的超滤法、纳滤法、离子交换法和减压浓缩法等提取技术的分离机理以及各自的优缺点，并指明了提取技术今后的发展方向。研发先进的提取技术，应用于生产，提高古龙酸的质量和收率，也是降低成本、提高VC质量和收率的重要手段。
关键词：维生素C 2-酮基-L-古龙酸 超滤膜 纳滤 减压浓缩
维生素C（化学名L-抗坏血酸，简称VC），是一种人体不能合成的维生素，是世界卫生组织和联合国工业发展组织共同确定的二十六种基本药物之一。主要应用于医药、食品、饲料、化妆品和生化试剂等领域，具有相当广阔的市场前景。
我国目前采用二步发酵法生产VC，其生产过程包括发酵，提取，转化三大步骤，是世界上公认的较先进的生产方法[1]。其中提取工艺中古龙酸的质量和收率对于提高VC的质量和产率有着至关重要的影响。古龙酸，全称2-酮基-L-古龙酸，是维生素C的重要前体。二步发酵法两次发酵以后，发酵液中仅含8％左右的古龙酸，而残留菌丝体、蛋白质、多糖或悬浮微粒等杂质的含量却很高。这使古龙酸的分离提纯比较困难，处理费用较高。因此采用先进的提取技术，提高古龙酸的收率和质量，也是整个VC生产中降低成本、提高收率和增加经济效益的重要手段。
1 传统工艺
1.1 加热沉淀法
加热沉淀法是提取古龙酸的传统工艺。该法采用氢型离子交换树脂柱树脂，调pH至蛋白质的等电点后加热除蛋白。此工艺会能耗大，树脂污染严重，古龙酸因受热遭到破坏，收率低。因此该法已经逐渐被其他分离手段取代。
1.2 化学凝聚法
化学凝聚法是通过加入化学絮凝剂来除去蛋白质、菌体、色素等杂质，避免了加热沉淀时的能耗和有效成分的损失。但仍存在蛋白分离不彻底、染菌处理效果不好、引入新的化学物质增加环境污染以及产品的质量和收率较低的缺点。
2 改进工艺
2.1 超滤法
超滤法[2]是一种现阶段较成熟的膜处理技术。其基本分离原理是根据膜孔大小的不同选择性筛分不同分子量的物质。超滤膜使得发酵液中蛋白质，菌丝体等杂质截留下来，达到分离的目的。该法的优点是污染少、能耗低、古龙酸成分得到了极好的保留、收率高、操作简单、容易实现自动化连续化生产。我国的东北制药厂1995年从丹麦引进目前全国最大膜面积的平板超滤装置后，古龙酸的分离提纯成本得到极大的降低，其收率和生产的自动化、连续化程度也明显提高。其缺点是设备一次性投资较大，膜容易堵塞，装置的通量、抗污染能力尚待提高等。
随着新型膜材料技术的开发，如陶瓷膜、不锈钢膜等的应用，超滤法的应用效果将会进一步的提高，产品的收率和质量也会进一步提高。
2.2 纳滤法
纳滤膜分离[3]是一种相对较新的分离技术。纳滤是一种压力驱动膜分离过程，介于反渗透与超滤之间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆古龙酸料液通过膜的截留作用，使料液中约1/2体积的水透过膜被除去，古龙酸被截留，从而提高料液浓度，达到浓缩效果。纳滤膜分离和超滤膜分离一样，过程无相变、能耗低、操作简单，特别适用于热敏性物质的分离和浓缩。同样，纳滤膜也存在容易被污染和堵塞，使操作压力增加、膜通量降低、物料浓缩倍数降低和浓缩周期延长的缺点。
2.3 离子交换法
离子交换法可采用弱碱性离子交换树脂从发酵液中直接提取古龙酸，用甲醇-硫酸溶液洗脱,将洗脱液直接用于甲酯转化,省去浓缩结晶步骤。此法浓缩倍数可达4左右。此外也可将超滤液（古龙酸钠溶液）通过强酸性阳离子树脂离子交换，使古龙酸钠转变成古龙酸。同时蛋白体、色素和部分杂质会被吸附在树脂上，使古龙酸的质量得到大大提高。
目前，有VC厂家引进连续离子交换工艺[4]来替代原“固定床”树脂柱交换工艺。连交工艺具有占地面积小，连续性和自动化程度高，可电脑控制的优点，提高了树脂利用率，减少再生剂、洗脱剂和水的消耗，显著提高了经济效益。连交工艺是目前国际离子交换行业最先进的连续化生产工艺。
2.4 减压浓缩法
古龙酸减压浓缩，用真空泵对浓缩罐抽真空，在保持真空度不低于0.096MPa的状态下，控制蒸发温度低于45℃，使物料中溶剂沸点降低被除去，达到提高物料浓度的过程。此法可降低热敏性物质古龙酸在浓缩时被破坏的程度
早在二十世纪八十年代初，设计人员就将三效蒸发器作为一级浓缩的蒸发设备，不但节约大量能源，而且可由计算机控制，提高了自动化程度并降低了劳动强度。此外随着科学技术的发展，MVR蒸发器作为一种更高效节能的蒸发设备被引入国内，逐渐替代传统蒸发器进入VC生产行业。
3 其他方法
除了上述生产过程中常用的提取方法外，有许多研究机构正致力于溶媒萃取法以及超临界萃取法的研究，希望通过找到合适的萃取剂或利用超临界的气体溶液作为萃取剂，避开一系列繁多的分离操作，将古龙酸直接从发酵液中萃取出来，从而对古龙酸的提取工艺进行根本上的革新[4]。
4 结论
近年由于科学技术的发展带来的技术革新，使古龙酸的提取技术得到较大的提高与发展，但其工艺步骤较多，能耗仍较多，且浓缩过程中古龙酸的热损失仍然存在。所以从根本上解决VC提取工艺操作繁琐、能耗较高、污染环境和收率较低的问题将是今后研究的重要方向。
参考文献
[1].朱玲.维生素C生产发展趋势[J].《中国化工贸易》.2016,8(11):47-48
[2].李春艳,方富林,夏海平,等.超滤膜分离技术在维生素C生产中的应用[J].《膜科学与技术》.2001,21(1):49-51
[3].葛旭东.2-酮基-L-古龙酸纳滤浓缩工艺研究.天津大学硕士论文2007年
[4].吴春江,林延彬,马子兴.连续交换工艺和设备在VC生产转化工序的改造[J].《中国制药装备》.2009,230(20):30-31
[5].张成果,赵晓丽.古龙酸提取工艺研究进展[J].《河北化工》.2010,33(4):14-15,30
论文作者:朱玲,王蕾
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
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