Vitamín C

Question 1

Výroba Vitamínu C

Answer 1

Výroba vitamínu C (kyseliny L-askorbovej) priemyselne zahŕňa kombináciu biotransformácie a následných chemických krokov (tzv. Reichstein-Grüssnerova syntéza) :

Biotransformácia D-sorbitolu → L-sorbóza

Mikroorganizmy: baktérie rodu Acetobacter alebo Gluconobacter.

Podmienky: 20–30 % (hmot.) D-sorbitolu (postupne dávkovaného), zdroj dusíka (kvasničný extrakt), pH 5,0–6,0, intenzívna aerácia, 28–30 °C. Po 24–48 h sa dosahuje vysoká selektivita na L-sorbózu.

Izolácia: kryštalizácia z fermentačného média, filtrácia a rafinácia .

Chemické kroky

O-diacetónová ochrana L-sorbózy → diacetón-L-sorbóza

Oxidácia diacetón-L-sorbózy → kyselina diacetón-2-keto-L-gulónová

Deprotekcia → kyselina 2-keto-L-gulónová (2-oxo-L-gulónová)

Laktonizácia a cyklizácia → kyselina L-askorbová

Question 2

Príprava kyseliny 2-oxo-L-gulónovej (2-ketogulónovej)

Answer 2

Okrem chemickej cesty cez diacetón-sorbózu existujú aj čisto biotechnologické alebo hybridné spôsoby:

Priama mikrobiálna oxidácia L-sorbózy
Štúdie ukazujú, že niektoré kmene Gluconobacter alebo špecializované baktérie (napr. Ketogulonicigenium vulgare) dokážu L-sorbózu oxidovať priamo na 2-oxo-L-gulónovú acidu bez medzikroku diacetón-sorbózy.

Oxidácia D-glukózy cez ketoglukonáty
Baktérie Acetobacter alebo Pseudomonas v submerznej kultivácii oxidujú D-glukózu najprv na kyselinu glukónovú a potom na 2-oxo-D-glukónovú (resp. 5-oxo-D-glukónovú, 2,5-dioxo-D-glukónovú), z ktorej sa chemicky alebo enzýmovo získa 2-keto-L-gulónová

Enzymatické systémy
Využitie imobilizovaných preparátov glukóza-oxidázy a ďalších dehydrogenáz na postupné prenesenie atómu kyslíka na správnu pozíciu, často v kombinácii s katalázou alebo ďalšími regeneračnými systémami, umožňuje selektívnu tvorbu 2-oxo-L-gulónovej kyseliny bez širokého chemického zabezpečenia pufrov a toxických oxidantov