第十八章 维生素及辅酶类药物
第一节 维生素及辅酶
一, 维生素的基本概念
维生素 是生物体内一类 量微,化学 结构各异,具有
特殊功能的 小分子有机化合物,它们 大多需从外界
摄取。
维生素特点：
（ 1）维生素是 天然食物 中的一种成分，而是一种 活
性物质,对机体代谢起 调节和整合 作用。
（ 2）维生素需求量很小 。（毫克级）
（ 3）由于 大多数 维生素在 体内不能合成,要从外界摄
取。
（ 4） 绝大多数维生素是通过 辅酶或辅基 的形式参与
体内酶促反应体系, 在代谢中起调节作用, 少数维生
素还具有一些 特殊的生理功能 。
（ 5）人体内维生素 缺乏 时，会发生“维生素缺乏
症”。人体每日需要量是 一定的,使用不当，反而会
导致疾病。
维生素可分为 脂溶性 和 水溶性 两大类 。
脂溶性,维生素 A,D,E,K,Q和硫辛酸 等 。
水溶性,维生素 C,B1,B2,B6,B12,烟酸, 泛酸,
叶酸, 生物素和维生素 C等
二, 维生素与辅酶, 辅基的关系
大部分维生素本身就是 辅酶、辅基, 或者是辅酶、辅
基的组成部分,在机体的代谢中起着十分重要的作用。
第二节 维生素及辅酶类药物的一般生产方法
维生素及辅酶类药物在 工业上 大多数是通过 化学
合成法 获得的, 近年来发展起来的 微生物发酵法 代表
着维生素生产的今后 发展方向 。 从生物材料中直接提
取的 不多 。
（ 1） 化学合成法 近代的化学合成, 常与 酶促合成,
酶拆分 等结合在一起, 以改进工艺条件, 提高收率和
经济效益 。
（ 2） 发酵法
（ 3） 生物提取法
第三节 重要维生素及辅酶类药物
一, 维生素及辅酶类药物的概述
生物化学的发展证明了维生素缺乏的临床表现是
由于多种 代谢功能的失调,大多数维生素是许多生化
反应过程中酶的 辅酶和辅基； 有的维生素则在体内 转
变为激素 。
二, 重要的维生素及辅酶类药物
（ 一 ） 维生素 Bl（ vitamin B1）
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 B1又称 硫胺素 （ Thiamine） 。 临床上使用的维
生素 B1是人工合成的 硫胺素盐酸盐 。
维生素 B1具有 维持正常糖代谢及神经传导的功能, 在
临床上主要用于 治疗脚气病 。
硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）缩写 TPP或 ThPP
羟乙基
2、生产工艺
（ 1）合成生产 （见书）
（ 2）生物合成
根据专利报道, 适宜为此目的来生产可采用的发酵
的 微 生 物 为 酵 母 属 （ Saccharo myees ） S.Cerisiae
Honsen DRM 159 与 S.Uvarum Beijerin ck （ Syn,
Sacch.carishergnsis Hansen） DBM 189等菌 。
培养基
碳源,葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等，
或 该类糖的糖蜜,麦芽膏（ malt extract），水
果浆、淀粉糖浆和纤维素水解液等。
氮源,液氨或铵盐（硫酸铵，磷酸铵）等。
无机盐,磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁和氯化铁或氯化钠
等无机化合物存在。
生物素 （ biotin）：即维生素 H和泛酸等可作为它们
的有机生长因子
（ 麦芽膏、酵母膏或玉米浆 等天然培养基则其中
已含有这类生长因子。）
过滤 硝酸银沉淀
发酵液 过滤 液 离子交换柱 解吸液
盐酸分解 成品
（ 二 ） 维生素 B2（ vitamin B2）
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 B2又称 核黄素（ Riboflavin）,是 两性化
合物, 极微溶于水，几乎不溶于乙醇和氯仿，不溶
于丙酮、乙醚 。 在中性与酸性溶液中稳定，但在碱
性溶液中易分解。
2,生产工艺
（ 1） 维生素 B2的发酵：
① 培养基的配制 米糠油 4%,玉米浆 1.5%,骨胶 1.8
％, 鱼粉 1.5％, KH2PO4 0.1％, NaC1 0.2％,
CaC12 0.1％, （ NH4） 2SO4 0.02%。
② 维生素 B2发酵
（ 2） 维生素 B2的提取与结晶,
用 稀盐酸水解, 加 黄血盐和硫酸锌, 除去蛋白质等
杂质, 加 3-羟基 -2-苯甲酸钠与核黄酸形成复盐进行
分离精制 。 一般提取工艺流程如下：
（ 三 ） 维生素 C（ vitamin c）
维生素 C又名 抗坏血酸 （ Ascorbic acid） 是细胞
氧化 -还原反应 中的催化剂, 它释放两个氢原子后变
成 氧化型 维生素 C,有 供氢体 存在时, 脱氢抗坏血酸
可以接受两个氢原子变成抗坏血酸, 参与机体新陈
代谢, 增加机体对感染的抵抗力 。
1,组成 （ 结构 ） 与性质
脱氢
双键
维生素 C为白色粉末, 无臭, 味酸, 熔点 190～
192℃, 易溶于水, 略溶于乙醇, 不溶于乙醚, 氯
仿及石油醚 等 。 它是一种 还原剂, 易受光, 热, 氧
等破坏, 尤其在碱液中或有微量金属离子存在时,
分解更快, 但干燥结晶较稳定 。 具有 右旋光性 。
2,生产工艺
（ 1） 工艺路线；
① 山梨醇发酵菌种
在上述基础上, 又发展了 维生素 C两步发酵法 新工艺,
其过程如下：
（ 四 ） 叶酸 （ Folic acid） （ 合成生产 ）
在体内被还原为 四氢叶酸 （ 缩写 THFA或 THF）, 是
一碳基团转移酶 的辅酶 。
双键解
N5 一碳单位 供给
（五）维生素 B6（ vitamin B6）（合成生产）
1,组成 （ 结构 ）, 性质
三种维生素都是白色结晶,吡多醇 易溶于水和乙
醇，微溶于脂肪溶剂，对光敏感，对热稳定，但 吡多
醛和吡多胺 在高温时迅速破坏。这三种形式都存在于
自然界的食物中，但在 体内 则以 吡多醛和吡哆胺 形成
存在，它们是 转氨酶和脱羧酶 的 辅酶 。
化学合成生产
（ 六 ） 维生素 B12（ Cyahocobalamin） （ 发酵生产 ）
1,组成 （ 结构 ）, 性质 （ 转位酶 ）
（七）维生素 A和维生素 A原（ β -胡萝卜素 ）
1、合成生产维生素 A
2、发酵法生产, 菌丝体内，取其菌丝真空干燥
（ 八 ） 维生素 D2
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 D种类很多，均系类 固醇衍生物 。溶于大多
数有机溶剂，不溶于水,性质稳定 。
其主要 生化作用 是维持钙、无机磷浓度，促进成骨
作用。
2,生产工艺
（ 1） 工艺路线：
（ 九 ） 维生素 K
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 K是一类 2－甲基－ 1,4－萘醌的衍生物 。
其中以天然的维生素 K2和 K1以及人工合成的 K3和 K4较
为常见 。 维生素 K1呈黄色晶体 。 K3是与亚硫酸氢钠的
化合物, 为白色晶体, 易吸潮, 溶于乙醇, 几乎不溶
于苯和醚 。 维生素 K4是与二分子乙酸缩合的二乙酰甲
萘醌 。
化学合成法生产
（ 十 ） 维生素 E
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 E又称生育酚, 多存在于植物组织中, 如麦
胚油, 豆类等含量十分丰富 。
由于环上的甲基位置和数目不同, 有 α,β,γ、
δ生育酚 等, 天然的 生育酚都是 D型 。 维生素 E为 油状
物, 在无氧条件下, 对热稳定 。 易溶于有机溶剂, 不
溶于水 。 维生素 E对氧敏感, 所以常用来保护比它不
易氧化的物质免受氧化, 因而 具有抗氧化剂 的作用 。
临床上用于治疗习惯性流产和女性不育症 。 是优良的
抗氧剂和抗衰老剂 。
（ 十一 ） 辅酶 I（ 脱氢酶的辅酶 ）
CoI是具有较强吸湿性的白色粉末, 易溶于水或生理
盐水, 不溶于丙酮等有机溶剂, 为两性分子, 等电
点 pH3,在干燥状态和低温下稳定 。
在生物 氧化 过程中作为 氢的受体或供体,起传递
氢的作用，可加强体内物质的氧化并 供给能量 。为
两性分子, 等电点 pH3 。
广泛存在于动植物中，如 酵母,谷类、豆类、动
物的肝脏、肉类等。
（ 十二 ） 辅酶 Q
1,组成 （ 结构 ）, 性质
自然界存在的 辅酶 Q（ CoQ）, 不同生物来源的
CoQ侧链的 n值为 6～ 10,人体 辅酶 Q的 n＝ 10,即为
CoQ10,不同一般 。
辅酶 Q10又称为泛醌 Q10，为黄色或淡橙黄色、无
臭、无味结晶性粉末，易溶于氯仿、苯、四氯化碳，
溶于丙酮、乙醚、石油醚；微溶于乙醇，实际上不溶
于水和甲醇。定，熔点 49℃ 。
2,生产工艺
（ 1）技术路线（以猪心为原料）
皂化想法有趣：皂化脂背景
（ 十三 ） 辅酶 A
1,组成 （ 结构 ）, 性质
具有典型的 硫醇味, 易溶于水,不溶于 丙酮、乙醚
和乙醇 中，是一种 强酸 。
第一节 维生素及辅酶
一, 维生素的基本概念
维生素 是生物体内一类 量微,化学 结构各异,具有
特殊功能的 小分子有机化合物,它们 大多需从外界
摄取。
维生素特点：
（ 1）维生素是 天然食物 中的一种成分，而是一种 活
性物质,对机体代谢起 调节和整合 作用。
（ 2）维生素需求量很小 。（毫克级）
（ 3）由于 大多数 维生素在 体内不能合成,要从外界摄
取。
（ 4） 绝大多数维生素是通过 辅酶或辅基 的形式参与
体内酶促反应体系, 在代谢中起调节作用, 少数维生
素还具有一些 特殊的生理功能 。
（ 5）人体内维生素 缺乏 时，会发生“维生素缺乏
症”。人体每日需要量是 一定的,使用不当，反而会
导致疾病。
维生素可分为 脂溶性 和 水溶性 两大类 。
脂溶性,维生素 A,D,E,K,Q和硫辛酸 等 。
水溶性,维生素 C,B1,B2,B6,B12,烟酸, 泛酸,
叶酸, 生物素和维生素 C等
二, 维生素与辅酶, 辅基的关系
大部分维生素本身就是 辅酶、辅基, 或者是辅酶、辅
基的组成部分,在机体的代谢中起着十分重要的作用。
第二节 维生素及辅酶类药物的一般生产方法
维生素及辅酶类药物在 工业上 大多数是通过 化学
合成法 获得的, 近年来发展起来的 微生物发酵法 代表
着维生素生产的今后 发展方向 。 从生物材料中直接提
取的 不多 。
（ 1） 化学合成法 近代的化学合成, 常与 酶促合成,
酶拆分 等结合在一起, 以改进工艺条件, 提高收率和
经济效益 。
（ 2） 发酵法
（ 3） 生物提取法
第三节 重要维生素及辅酶类药物
一, 维生素及辅酶类药物的概述
生物化学的发展证明了维生素缺乏的临床表现是
由于多种 代谢功能的失调,大多数维生素是许多生化
反应过程中酶的 辅酶和辅基； 有的维生素则在体内 转
变为激素 。
二, 重要的维生素及辅酶类药物
（ 一 ） 维生素 Bl（ vitamin B1）
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 B1又称 硫胺素 （ Thiamine） 。 临床上使用的维
生素 B1是人工合成的 硫胺素盐酸盐 。
维生素 B1具有 维持正常糖代谢及神经传导的功能, 在
临床上主要用于 治疗脚气病 。
硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）缩写 TPP或 ThPP
羟乙基
2、生产工艺
（ 1）合成生产 （见书）
（ 2）生物合成
根据专利报道, 适宜为此目的来生产可采用的发酵
的 微 生 物 为 酵 母 属 （ Saccharo myees ） S.Cerisiae
Honsen DRM 159 与 S.Uvarum Beijerin ck （ Syn,
Sacch.carishergnsis Hansen） DBM 189等菌 。
培养基
碳源,葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等，
或 该类糖的糖蜜,麦芽膏（ malt extract），水
果浆、淀粉糖浆和纤维素水解液等。
氮源,液氨或铵盐（硫酸铵，磷酸铵）等。
无机盐,磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁和氯化铁或氯化钠
等无机化合物存在。
生物素 （ biotin）：即维生素 H和泛酸等可作为它们
的有机生长因子
（ 麦芽膏、酵母膏或玉米浆 等天然培养基则其中
已含有这类生长因子。）
过滤 硝酸银沉淀
发酵液 过滤 液 离子交换柱 解吸液
盐酸分解 成品
（ 二 ） 维生素 B2（ vitamin B2）
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 B2又称 核黄素（ Riboflavin）,是 两性化
合物, 极微溶于水，几乎不溶于乙醇和氯仿，不溶
于丙酮、乙醚 。 在中性与酸性溶液中稳定，但在碱
性溶液中易分解。
2,生产工艺
（ 1） 维生素 B2的发酵：
① 培养基的配制 米糠油 4%,玉米浆 1.5%,骨胶 1.8
％, 鱼粉 1.5％, KH2PO4 0.1％, NaC1 0.2％,
CaC12 0.1％, （ NH4） 2SO4 0.02%。
② 维生素 B2发酵
（ 2） 维生素 B2的提取与结晶,
用 稀盐酸水解, 加 黄血盐和硫酸锌, 除去蛋白质等
杂质, 加 3-羟基 -2-苯甲酸钠与核黄酸形成复盐进行
分离精制 。 一般提取工艺流程如下：
（ 三 ） 维生素 C（ vitamin c）
维生素 C又名 抗坏血酸 （ Ascorbic acid） 是细胞
氧化 -还原反应 中的催化剂, 它释放两个氢原子后变
成 氧化型 维生素 C,有 供氢体 存在时, 脱氢抗坏血酸
可以接受两个氢原子变成抗坏血酸, 参与机体新陈
代谢, 增加机体对感染的抵抗力 。
1,组成 （ 结构 ） 与性质
脱氢
双键
维生素 C为白色粉末, 无臭, 味酸, 熔点 190～
192℃, 易溶于水, 略溶于乙醇, 不溶于乙醚, 氯
仿及石油醚 等 。 它是一种 还原剂, 易受光, 热, 氧
等破坏, 尤其在碱液中或有微量金属离子存在时,
分解更快, 但干燥结晶较稳定 。 具有 右旋光性 。
2,生产工艺
（ 1） 工艺路线；
① 山梨醇发酵菌种
在上述基础上, 又发展了 维生素 C两步发酵法 新工艺,
其过程如下：
（ 四 ） 叶酸 （ Folic acid） （ 合成生产 ）
在体内被还原为 四氢叶酸 （ 缩写 THFA或 THF）, 是
一碳基团转移酶 的辅酶 。
双键解
N5 一碳单位 供给
（五）维生素 B6（ vitamin B6）（合成生产）
1,组成 （ 结构 ）, 性质
三种维生素都是白色结晶,吡多醇 易溶于水和乙
醇，微溶于脂肪溶剂，对光敏感，对热稳定，但 吡多
醛和吡多胺 在高温时迅速破坏。这三种形式都存在于
自然界的食物中，但在 体内 则以 吡多醛和吡哆胺 形成
存在，它们是 转氨酶和脱羧酶 的 辅酶 。
化学合成生产
（ 六 ） 维生素 B12（ Cyahocobalamin） （ 发酵生产 ）
1,组成 （ 结构 ）, 性质 （ 转位酶 ）
（七）维生素 A和维生素 A原（ β -胡萝卜素 ）
1、合成生产维生素 A
2、发酵法生产, 菌丝体内，取其菌丝真空干燥
（ 八 ） 维生素 D2
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 D种类很多，均系类 固醇衍生物 。溶于大多
数有机溶剂，不溶于水,性质稳定 。
其主要 生化作用 是维持钙、无机磷浓度，促进成骨
作用。
2,生产工艺
（ 1） 工艺路线：
（ 九 ） 维生素 K
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 K是一类 2－甲基－ 1,4－萘醌的衍生物 。
其中以天然的维生素 K2和 K1以及人工合成的 K3和 K4较
为常见 。 维生素 K1呈黄色晶体 。 K3是与亚硫酸氢钠的
化合物, 为白色晶体, 易吸潮, 溶于乙醇, 几乎不溶
于苯和醚 。 维生素 K4是与二分子乙酸缩合的二乙酰甲
萘醌 。
化学合成法生产
（ 十 ） 维生素 E
1,组成 （ 结构 ）, 性质
维生素 E又称生育酚, 多存在于植物组织中, 如麦
胚油, 豆类等含量十分丰富 。
由于环上的甲基位置和数目不同, 有 α,β,γ、
δ生育酚 等, 天然的 生育酚都是 D型 。 维生素 E为 油状
物, 在无氧条件下, 对热稳定 。 易溶于有机溶剂, 不
溶于水 。 维生素 E对氧敏感, 所以常用来保护比它不
易氧化的物质免受氧化, 因而 具有抗氧化剂 的作用 。
临床上用于治疗习惯性流产和女性不育症 。 是优良的
抗氧剂和抗衰老剂 。
（ 十一 ） 辅酶 I（ 脱氢酶的辅酶 ）
CoI是具有较强吸湿性的白色粉末, 易溶于水或生理
盐水, 不溶于丙酮等有机溶剂, 为两性分子, 等电
点 pH3,在干燥状态和低温下稳定 。
在生物 氧化 过程中作为 氢的受体或供体,起传递
氢的作用，可加强体内物质的氧化并 供给能量 。为
两性分子, 等电点 pH3 。
广泛存在于动植物中，如 酵母,谷类、豆类、动
物的肝脏、肉类等。
（ 十二 ） 辅酶 Q
1,组成 （ 结构 ）, 性质
自然界存在的 辅酶 Q（ CoQ）, 不同生物来源的
CoQ侧链的 n值为 6～ 10,人体 辅酶 Q的 n＝ 10,即为
CoQ10,不同一般 。
辅酶 Q10又称为泛醌 Q10，为黄色或淡橙黄色、无
臭、无味结晶性粉末，易溶于氯仿、苯、四氯化碳，
溶于丙酮、乙醚、石油醚；微溶于乙醇，实际上不溶
于水和甲醇。定，熔点 49℃ 。
2,生产工艺
（ 1）技术路线（以猪心为原料）
皂化想法有趣：皂化脂背景
（ 十三 ） 辅酶 A
1,组成 （ 结构 ）, 性质
具有典型的 硫醇味, 易溶于水,不溶于 丙酮、乙醚
和乙醇 中，是一种 强酸 。
