淺析維生素B12的生產及應用

張建民

摘? 要：隨著科學技術的不斷發展，維生素B12的價值逐漸被人們了解和認可，同時關于維生素B12的生產技術日益成熟，應用范圍也逐漸擴大。維生素B12不僅具有較多的功效，而且制作和生產過程較為簡單，不會耗費大量的人力和物力成本，因此，被廣泛應用于醫藥領域和食品制作等領域。本文首先分析了維生素B12 的相關概述，其次分析了維生素B12的生產過程，最后分析了維生素B12的應用領域，以期全面了解維生素B12的生產和應用，更好的利用維生素B12，為人類社會造福。

關鍵詞：維生素B12;生產;應用

一、維生素B12的概述

1.1維生素B12

維生素B12即鈷胺素，簡稱VB12，是一種紅色的晶體，維生素B12內部含有少量的金屬元素，成為目前自然界唯一含有金屬元素的維生素，維生素B12在所有的維生素當中，屬于分子結構最大，構造最復雜的維生素。維生素B12由中心咕啉環、中心環軸向Coβ配基部分及1個含有核苷酸環的Coα配基構成。中心咕啉環由相連的4個吡咯和1個鈷原子組成，鈷螯合在4個吡咯中心。維生素B12在1926年被首次應用，早先被應用于貧血病的治療，隨著后來的不斷研究，維生素B12逐漸應用于其他病癥的治療。科學家也逐漸發現人的肝臟中含有維生素B12，并且完成了在肝臟中提取維生素B12的實驗，并且通過十一年的實驗，完成了對維生素B12 的合成實驗，標志著維生素B12可以通過合成實驗得到。因此，維生素B12的市場被逐漸打開，全世界對于維生素B12的需求量不斷擴大，生產量也不斷增加。維生素B12不斷成為市場中需求量最大，生產量和供給量最大的維生素。但是目前我國的維生素B12附加值低，產品仍然是維生素B12的原粉，缺少高端、精細化的產品，需要繼續開發高端產品，提高維生素B12的生產力。

1.2生物合成

維生素B12存在于肝臟中，但是實生活中對維生素B12的需求量非常大，提取和生產維生素B12的過程十分復雜，因此研究維生素B12的生物合成是首要的方向。但是維生素B12的生物合成步驟較多，合成的過程也比較復雜，需要運用到較多的先進技術。目前，Escalante-Semerena、Warren、Scott、Blanche、Battersby等人通過對脫單假單胞菌屬耗氧合成VB12的研究，闡述了VB12的耗氧合成途徑。而厭氧合成途徑涉及菌種主要有費氏丙酸桿菌、巨大芽孢桿菌、鼠傷寒沙門氏菌。

二、維生素B12的生產

維生素B12雖然存在于動物的肝臟中，但是提取的生產成本較高，因此可以通過其他方式進行維生素B12的提取和生產。主要的方法有從鏈霉素發酵廢液中提取維生素B12，后來發展成為從專門的微生物中提取和生產，直到現在維生素B12的生產和制作過程逐漸的自動化，降低了生產成本，維生素B12才得以大批量的生產和制作。

2.1菌株

合適的菌株能夠生物合成維生素B12，目前已知的能夠生物合成維生素B12的菌株主要包括厭氧費氏丙酸桿菌（P.freudenreichii）、謝氏丙酸桿菌（P.shermanii）及耗氧的脫單假單孢桿菌（P.denitrificans）等。菌株就是一種微生物，最開始菌株用于維生素B12的生產中，主要是通過厭氧發酵的方式，但是這種方式成本較高，生產的時間較長，利用率較低。目前主要應用的方式為好氧發酵，利用菌株和消耗氧氣的微生物進行維生素B12的生產。

2.2工藝

2.2.1好氧發酵工藝

好氧發酵的菌株主要是脫單假單胞菌，培養基以甜菜糖蜜、麥芽糖、蔗糖為碳源，以玉米漿及酵母膏為氮源，添加無機鹽及Co，并添加5，6-二甲基苯并咪唑及甜菜堿作為前體。張嗣良團隊對過程參數控制及發酵放大過程進行了優化，采用120 m3的標準好氧發酵罐，一般采用流加碳源的分批補料三級發酵工藝。最適發酵溫度為32℃，最適PH值為7.0±0.5，發酵過程流加甜菜堿及前體，并控制發酵過程發酵液中甜菜堿的含量在0.1%～1.0%，發酵周期在160 h～180 h。該工藝發酵水平數倍于厭氧發酵，在生產氰鈷胺時有巨大優勢。

2.2.2厭氧發酵工藝

厭氧發酵工藝采用的菌種有氧費氏丙酸桿菌、謝氏丙酸桿菌。丙酸桿菌降解葡萄糖產生丙酸、乙酸的伍德-沃克曼反應途徑中涉及到甲基丙二酰CoA異構酶，該酶需要VB12作為輔酶，所以丙酸桿菌中存在著生物合成VB12的全套遺傳物質及完整合成途徑。工業生產過程中，培養基主要以葡萄糖為碳源，玉米漿為氮源，添加無機鹽及Co源，并添加前體5，6-二甲基苯并咪唑，最適溫度控制在30℃，最適PH用氨水控制在6.5，低速間歇攪拌，發酵周期為90 h左右。

三、維生素B12的應用

3.1醫療應用

維生素B12被首先應用于醫療領域，對于貧血癥的治療具有很好的療效，維生素B12能夠快速補充缺少的維生素B12，能夠及時治療由于缺少維生素B12造成的各項疾病，并且達到及時預防的效果。缺少維生素B12會產生細胞的DNA合成減少、細胞有絲分裂變慢、骨髓細胞和粘膜細胞的分化、細胞變大、紅細胞變大、貧血等一系列的癥狀，及時補充適量的維生素B12可以有效預防和治療上述疾病，為人體提供充足的紅細胞，保證紅細胞的正常，促進細胞正常的有絲分裂和分化，維持神經髓鞘正常的代謝功能。同時，維生素B12能夠預防一定的神經性損傷，保護人體內的神經組織。因此，維生素B12也可以用作抑郁癥和老年癡呆癥的治療。可見，維生素B12在醫療領域內的應用較廣。

3.2飼料應用

維生素B12同樣被廣泛應用于飼料生產的領域，在飼料中添加維生素B12可以為動物提供充足的維生素B12，補充動物在生長過程中需要的養分和蛋白質，尤其是對于幼年的動物，進行維生素B12飼料的喂養可以幫助其快速的成長，并且滿足成長過程中所需要的營養物質。對于反芻類的動物，可以通過反芻的過程自己再次合成維生素B12，因此，在反芻類動物的飼料中添加維生素B12可以幫助自身生成維生素B12，促進營養物質的補充。同時，魚類的飼料中也需要添加維生素B12，維生素B12可以幫助魚類形成一種抗體，抵御水中有毒物質的侵害，保證魚類的正常生長，降低魚類的死亡幾率。可見，維生素B12在飼料中的應用也十分廣泛。

3.3其他應用

維生素B12除了被應用于醫療領域和飼料添加劑等領域，還通常被應用于工業領域，通常用于食品的著色方面、室內環保去除甲醛方面、自然環境中鹵素脫鹵方面等。

總結

綜上所述，維生素B12的應用范圍較廣，但是其生產和制作的過程較為復雜，需要不斷的實驗和合成。我國在維生素B12的生產方面技術水平較低，但是市場需求量較大，我們應該重視維生素B12的生產技術創新，研究高水平的維生素B12生產技術，促進維生素B12的規模化生產，不斷滿足日益增加的市場需求。

參考文獻

[1]? 羅偉，郝常明.維生素B12的研究進展[J].中國食品添加劑，2002（3）：15-18.

[2]? 曾碧榕，何旭敏，夏海平，等.維生素B12工業生產技術的進展[J].中國醫藥工業雜志，2003，34（8）：421-424.