徐 慧， 杨伟超 ，李嘉文

(中国科学院 沈阳应用生态研究所，辽宁 沈阳 110016)

维生素C(简称维C)，又名L-抗坏血酸(L-Ascorbic acid)(图1)，是一种水溶性维生素。因其所含还原性质子起电子载体的作用，而具有抗氧化特性，在人体胶原蛋白合成、氨基酸和胆固醇代谢、保持酶活性等方面发挥着重要的生理作用，是人体必需的维生素[1]。由于人体不能表达维C合成的关键酶——L-古洛糖酸内酯氧化酶，所以必须从外界摄入。近年来，随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，维C的全球市场需求呈快速增加趋势。国外曾采用“莱氏”化学法生产维C，但在2005年前，德国巴斯夫公司和荷兰DSM公司分别停止了在日本、丹麦和美国的维生素C生产线。目前，工业发酵的维C原粉已全部产自中国，我国年产维C 15万～16万t，出口量约14万～15万t。维C是我国出口量最大的原料药，我国维C产业不仅成为世界第一，更成为世界唯一。目前，维C工业化生产采用的是我国科学家20世纪70年代独创的“维C两步生物发酵法”(图2)，该方法较传统“莱氏法”的生产成本低、有毒有害物料少，因此成为目前唯一工业化应用的方法[2]。然而，随着生产成本不断攀升和环保要求日益严格，延用了近50年的“两步生物发酵法”虽然不断改进，但仍存在许多技术难题甚至瓶颈问题，严重制约着维C产业的可持续发展，亟待革新生产技术和工艺。维C两步发酵法的显著特征是其第二步发酵为两种菌的混合发酵。一种菌为产酸菌(普通生酮基古龙酸杆菌(Ketogulonicigeniumvulgare)，俗称小菌)，可单独将山梨糖转化为2-酮基-L-古龙酸(维C前体，2-keto-L-gulonic acid, 2-KLG)，但其单独培养困难，转化效率极低。……