DSC
93 (7)

122    8. Kwas askorbinowy - witamina C

niezbędne jest intensywne napowietrzanie środowiska, gdyż bakterie octow typowymi tlenowcami. Źródłem węgla jest dla tych mikroorganizmów D-sorbitol, natomiast w charakterze źródła azotu i substancji wzrostów ^ można stosować namok kukurydziany lub ekstrakt (albo autolizat) drożdżci Optymalna temperatura biokonwersji to 30-32°C, zaś optimum p[{ | w granicach 4,5-5,5. Proces trwa 12-15 godzin. Końcowa wydajność L-so boży w największej mierze zależy od aktywności stosowanego szczepu produt' cyjnego i w przypadku A. suboxydans przekracza 90%. Otrzymany rozt^ L-sorbozy jest oczyszczany za pomocą węgla aktywnego i po oddzieleń osadu podlega zatężeniu pod zmniejszonym ciśnieniem do konsystencji syrop_u a następnie poddawany jest krystalizacji. Po wydzieleniu kryształów są ₀q suszone do zawartości wilgoci poniżej 0,1%.

W trzecim etapie przeprowadzone jest tzw. acetonowanie L-sorbozy Krystaliczna L-sorboza w reakcji z nadmiarem acetonu w obecności kwasu siarkowego (lub jeszcze lepiej oleum) tworzy rozpuszczalną w acetonie izo. propylidenową pochodną. Kwas siarkowy spełnia w tej reakcji podwójną rolę albowiem jest katalizatorem i jednocześnie czynnikiem wiążącym wydzielającą się wodę. Wiązanie wody jest niezmiernie ważne, gdyż przeciwdziała hydrolizie powstającego produktu. Z tego samego względu obydwa substraty, tj. L-sorboza i aceton winny zawierać jak najmniej wody (nie więcej niż 0,1 -0,2%) Mieszaninę reakcyjną po zakończonej reakcji rozcieńcza się, zobojętnia i następnie ekstrahuje się z niej 2,3,4,6-bis-O-izopropylideno-a-L-sorbofuranozę (która stanowi ok. 80% ogólnej puli pochodnych izopropylidenowych, a wiec sumy bis- i mono- pochodnych tej heksozy), oddzielając ją od monoizopro-pylidenowych pochodnych L-sorbozy (na które przypada ok. 20%). Można zamiast kwasu siarkowego stosować inne katalizatory o kwasowym charakterze, spełniające jednocześnie rolę czynników wiążących wodę. W szczególności może to być kwas p-toluenosulfonowy, siarczan miedzi (II), mieszanina chlorku cynku z kwasem fosforowym, a także żywice jonowymienne — katio-nity. Dobre wyniki uzyskano przy stosowaniu chlorku żelazowego i kwasu nadchlorowego. Ciekawy jest wariant z wykorzystaniem dimetyloacetalu acetonu albowiem w tym przypadku usuwanie wody nie jest konieczne dla pożądanego kierunku przebiegu reakcji. Do blokowania grup hydroksylowych L-sorbozy można zamiast acetonu stosować inne ketony lub aldehydy, np. cykloheksanon i jego pochodne, formaldehyd, aldehyd benzoesowy itp.

ifo-O-izopropylideno-a-L-sorbofuranoza podlega utlenieniu chemicznemu do soli sodowej kwasu 2-okso-L-gulonowego. W charakterze czynników utleniających stosowane są m.in.: nadmanganian potasu, podchloryn sodu w obecności chlorku niklu jako katalizatora oraz powietrze wobec katalizatora palladowego osadzonego na węglu. Możliwe jest również utlenianie elektrochemiczne. Proces utleniania zachodzi w podwyższonej temperaturze w środowisku alkalicznym. Po zakończonej reakcji mieszaninę zakwasza się, w wyniku ££ggo wytrąca się kwas 2,3,4,6-bia-0-izopropylideno-2-okso-L-gulonowy. Osad p₀ odwirowaniu przemywa się i suszy. Przy utlenianiu za pomocą KMn0₄ wydajność dochodzi do 90%. Znacznie tańszy od KMn0₄ podchloryn sodu stosowany łącznie z chlorkiem niklu jako katalizatorem umożliwia osiągnięcie wydajności ponad 90%. W obecności bardzo drogich katalizatorów — pallad _Da węglu lub platyna na węglu — utlenianie można prowadzić przy użyciu powietrza jako czynnika utleniającego.

Ostatnia faza syntezy polega na działaniu na kwas 2,3,4,6-bis-O-izo-propylideno-2-okso-L-gulonowy nasyconym etanolowym roztworem chlorowodoru w środowisku odpowiedniego rozpuszczalnika. Najczęściej stosowany jest chloroform oraz dichloroetan, ale mogą być też używane węglowodory, ketony itp. Po hydrolizie, enolizacji i laktonizacji w reaktorze pojawia się osad kwasu L-askorbinowcgo. Jest to surowy produkt techniczny. Po wyodrębnieniu go z mieszaniny reakcyjnej np. za pomocą filtracji należy go oczyścić metodą rekrystalizacji z rozcieńczonego etanolu. Czysty produkt po odwirowaniu podlega suszeniu. Ze względu na dużą termolabilność i podatność kwasu L-askorbinowego na utlenianie wszystkie operacje związane z wyodrębnianiem, oczyszczaniem i suszeniem powinny być prowadzone metodą tzw. zimną i szybką, tj. w możliwie najniższej temperaturze i najkrótszym czasie. W przypadku prowadzenia enolizacji w środowisku bezwodnym wydajność kwasu L-askorbinowego przekracza 80%, a surowy produkt charakteryzuje się stosunkowo dużą czystością.

W latach osiemdziesiątych XX stulecia światowa roczna produkcja kwasu L-askorbinowego osiągnęła poziom ok. 33 000 ton, przy cenie 12 dolarów za kilogram. Jeżeli uwzględnić, że wartość produkowanych w tym czasie na świecie wszystkich witamin przekroczyła miliard dolarów, to w ujęciu wartościowym udział witaminy C wynosił bez mała 35%.

5.6. Metody oznaczania

Do czasu opracowania i wdrożenia fizykochemicznych metod jedyną metodą oznaczania aktywności, a pośrednio i zawartości, kwasu L-askorbinowego były badania na zwierzętach doświadczalnych, tj. morskich świnkach. W badaniach tych stosowano zarówno testy lecznicze, jak też profilaktyczne, polegające na leczeniu szkorbutu lub zapobieganiu tej awitaminozie.

W odniesieniu do witaminy C nie są znane mikrobiologiczne metody oznaczania.

Zdecydowana większość fizykochemicznych metod oparta jest na wykorzystaniu redukujących właściwości kwasu askorbinowego. Najbardziej znaną i najszerzej stosowaną spośród tych metod jest miareczkowanie badanych