Получение аскорбиновой кислоты

В настоящее время для крупномасштабного производства L-аскорбиновой кислоты (витамина С) используют процесс, разработанный в Китае в 1960-х годах и модернизированный в 90-х. Этим методом в Китае получают около 80% мирового производства аскорбиновой кислоты. Способ включает две микробиологические стадии и несколько химических. Исходным субстратом для кислоты аскорбиновой является D-глюкоза.

На первом этапе (химическом) глюкоза подвергается каталитическому гидрированию до спирта сорбитола. Сорбитол окисляется до сорбозы с участием бактерий рода Acetobacter. Далее с участием другого микроорганизма Erwinia сорбоза окисляется до 2-кето-L-гулоновой кислоты (2-KGА). На последнем (химическом) этапе этого процесса 2-кето-L-гулоновая кислота (2-KGА) подвергается дегидратации и лактонизации, образуется циклический лактон - L-аскорбиновая кислота. Совместное культивирование этих микроорганизмов оказалось невозможным из-за разных питательных сред, а последовательное – невыгодным.

Рис. 1. Получение кислоты аскорбиновой. 1: D-Глюкоза; 2: D-Сорбит; 3:L-Сорбоза; 4: 2-Кето-L-гулоновая кислота; 6: L-Аскорбиновая кислота

Американские и китайские биоинженеры в настоящее время соревнуются, кто быстрее создаст мутантный организм, способный за одну стадию превращать глюкозу сразу в 2-KGA, минуя стадию восстановления глюкозы до сорбитола.

Глик и Пастернак приводят пример, что методами генетической инженерии получен рекомбинантный штамм микроорганизма Erwinia herbicola со встроенным геном 2,5DKG-редуктазы из Corynebacterium. Таким образом трансформированный штамм Erwiniа используется как фабрика, заменяющая двухстадийный процесс производства L- аскорбиновой кислоты с участием 2-х микроорганизмов на одностадийный.