Quy trình sản xuất vitamin B12

Quy trình sản xuất vitamin B12

vitamin B₁₂ được sử dụng rộng trong y học, là yếu tố sinh trưởng điều trị bệnh thiếu máu ác tính, ngoài ra còn phối hợp với vitamin B₁, B₆ để điều trị viêm dây thân kinh gây đau khớp, liệt chân tay… tham gia vào nhiều phản ứng trao đổi chất trong cơ thể, kích thích quá trình tổng hợp protein…. vì chức năng này mà các loại gia súc, gia cầm khi ăn  những thực phẩm có chứa vitamin B12 sẽ tăng nhanh vê khối lượng. Ngoài ra còn tăng tỉ lệ trứng nở thành con. Do đó, vitamin B12 không chỉ được sử dụng rộng trong y học mà còn được sử dụng trong trong đời sống hàng ngày để chăn nuôi.

Môi trường thạch giữ giống có thành phần gồm (%):

Glucose                  3,0

Cao ngô                0,5

KH₂PO₄                 0,1

CoCl₂. 6H₂O         0,01

Argar-argar         1,0

pH                       6,8 – 7,2

khử trùng 110⁰C/20 phút, cấy vi khuẩn vào môi trường kị khí bắt buộc ở 30⁰C trong 72 giờ.

Môi trường nhân giống (%):

Glucose                   3,0

Cao ngô                1,5

CoCl₂. 6H₂O         0,015

pH                        6,8 – 7,2

khử trùng 115⁰C/30 phút. Nuôi giống trong điều kiện kị khí ở 30⁰C trong 48 giờ. Cấy giống với tỉ lệ 10% là thích hợp.

Môi trường lên men tạo vitamin B₁₂ (%):

Glucose                 8,0

Cao ngô                2,5

CoCl₂. 6H₂O         0,015

5,6 DMB               0,015

pH                        6,8 – 7,2

khử trùng 115⁰C/30 phút. Lên men trong 6 – 7 ngày.

Vi khuẩn Propioniacterium shermanii sống kị khí tùy thích nhưng không thể phát triển được trong điều kiện hiếu khí mạnh. Hàm lượng vitamin B₁₂ tạo thành nhiều trong điều kiện kị khí, do đó trong 50 giờ đầu nếu hiếu khí sẽ làm giảm sinh khối và hiệu suất sinh tổng hợp. Trong lên men công nghiệp nhất thiết phải kị khí ở 2 – 3 ngày đầu, từ ngày thứ tư trở đi thổi khí nhẹ hoặc cách một giờ cấp khí khoảng 15 phút.

Vi khuẩn Propioniacterium shermanii sinh trưởng trong phạm vi pH 4,5 – 7,5 nhưng vitamin B₁₂ tích tụ cso nhất ở pH 6,8 – 7,2.Trong quá trình lên men vi khuẩn phát triển sẽ tạo acid propionic làm pH môi trường giảm xuống. Một trong những dấu hiệu của quá trình lên men tốt là pH môi trường nuôi cấy giảm rõ rệt trong những ngày đầu. Vì vậy luôn luôn phải kiểm tra pH môi trường và điều chỉnh bằng amoniac để giữ pH luôn ổn định bằng 7,0.

Môi trường nhân giống và môi trường lên men để sản xuất vitamin B₁₂ về cở bản giống nhau, tuy nhiên ở môi trường lên men lượng glucose cần nhiều hơn và cần bổ sung tiền chất 5,6 DMB (dimethylbenzylmidazol) với nồng độ 1- 10 mg/l. Do vi khuẩn có khả năng tạo thành hàng loạt chất tương tự vitamin B₁₂ nên cần bổ sung 5,6 DBM là base trong nucleotid của vitamin B₁₂, nó có nhiệm vụ chuyển toàn bộ các nhân tố B thành vitamin B₁₂ thật và hiệu suất sinh tổng hợp cao hơn. Thời gian bổ sung 5,6 DMB có thể ở bất kì nhưng nếu cho quá muộn nhân tố B chưa kịp chuyển hết thành vitamin B₁₂ sẽ làm giảm hiệu suất sinh tổng hợp.

Thời gian lên men kéo dài 6 – 7 ngày. Ba ngày đầu nuôi kị khí rồi bổ sung 5,6 DMB vào giờ thứ 72. Nếu cho quá muộn nhân tố B không chuyển hết thành vitamin B₁₂ được. Trên qui mô 100 m³ hiện nay hiệu suất có thể đạt 80 – 100 mg/lít môi trường.

vitamin B₁₂ tinh thể phải có hàm lượng >= 95%. Định lượng vitamin B₁₂ bằng quang phổ tử ngoại ở bước sóng 361 nm. Cũng có thể định lượng vitamin B₁₂ bằng phương pháp vi sinh vật –  chủng kiểm định là E.coli M113-3.