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    【创新进展】国工生物系统与生物加工工程研究室团队综述维生素C一步发酵法研究进展

    编辑:文、图:周景文;审核:刘立明 发布日期:2018-11-15 来源:

    维生素C又称抗坏血酸,具有强抗氧化性,是人体必需维生素,广泛应用于食品,药品,保健品和饲料添加剂等领域。一般大宗发酵化学品都是单菌一步发酵,而维生素C目前仍主要采用经典两步发酵法生产。经典两步法包括三菌两步发酵过程,其中第二步为混菌发酵,相对于单菌一步发酵需要经两次灭菌且发酵调控相对困难。我国是维生素C最大生产国,对于经典两步法的技术改进尤为迫切。目前,通过分子生物学等手段构建重组菌实现一步发酵是维生素C生产最具潜力的研究方向。本研究室综述了最近几十年维生素C生产的研究进展,尤其是对实现维生素C一步发酵所面临的问题进行了详细的总结和深入的讨论。

    文章首先总结了维生素C工业生产方法,主要从罗氏化学法到经典两步发酵法。经典两步发酵法相对于化学法优势明显,是实现一步发酵的重要基础。本文总结了维生素C经典两步发酵法相关研究,尤其对维生素C合成相关氧化还原酶进行了分析。另外,本文详细讨论了一步发酵法生产维生素C的研究进展,对已报道的所有一步发酵产维生素C相关研究进行总结,并详细讨论了实现一步发酵可能面临的各种挑战,如酶的鉴定、辅因子的供给、产物降解、催化过程中电子传递及代谢网络全局调控问题等。

    本文以“Current challenges facing one-step production of L-ascorbic acid”为题,发表于“Biotechnology Advances”期刊,国工王盼盼为第一作者,周景文,陈坚教授为通讯作者。相关研究受到了国家重点研发计划项目(No. 2017YFC1600403)和国家自然科学基金重大项目(21390204)支持。

    图1 维生素C生产流程及改进策略

    图2 维生素C经典两步发酵合成途径

    图3 维生素C一步发酵合成途径

    图4 维生素C发酵中酶催化及代谢物跨膜运输过程

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