程朝彬，陈建华

    维生素 C(vitamin C，VC)即 L-抗坏血酸(L-ascorbic acid，L-AA)，是一种水溶性维生素，最早从肾上腺中分离得到[1]。人体中缺乏 L-古龙酸-1,4-内酯氧化酶(L-gulono-1,4-lactone oxidase)，无法自身合成 VC，必须依靠膳食摄取[2]。VC 生理功能广泛，普遍用于临床治疗中[3]。此外，VC 在食品饮料、化妆品和饲料等工业中有着广泛用途[4]。VC 应用范围的增加迅速加剧了市场需求，全球每年 VC的需求量约为 8 万吨，其中 55% 用于医药工业；35% 用于食品和饮料工业；10% 用于养殖工业[1]。

    20 世纪 30 年代以前，VC 主要从柠檬中分离提取，价格高昂，远不能满足人们的需要。1933 年首次实现用L-木酮糖(L-xylosone)化学合成 VC，在此基础上 Bremus等[5]引入一步生物发酵将 D-山梨醇(D-sorbitol)转化为L-山梨糖(L-sorbose)，实现从 D-葡萄糖化学合成 VC，并用于工业化生产。“莱氏法”经过大量的优化改进，然而由于其高能耗，一些化学反应需要高温、高压条件，易造成环境污染等[6]，各国学者一直致力于寻找更经济、有效的替代工艺。于是，微生物转化法的生物技术工艺逐渐被重视。这里，我们主要概述近年来用微生物生产 VC 的研究进展。

    1 细菌合成 VC

    在过去的 30 年中，利用细菌生物转化替代现有的莱氏化学合成法生产 VC 的研究取得丰硕成果。已发现的可用于生产 VC 的细菌，多数不能直接合成 VC，一般是先合成一种关键中间体 2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid，2-KLGA)，再经甲醇酯化得到 VC。这些细菌以 D-葡萄糖(D-gulose)、D-山梨醇或 L-山梨糖为底物，根据生产2-KLGA 的生物途径和菌株不同可分为：单菌株发酵、混菌株发酵和基因工程菌株发酵。

    1.1 单菌株发酵

    Sugisawa 等[7]报道一株突变菌株，葡萄糖酸杆菌IFO3293(Gluconobacter melanogenus IFO3293)能以 D-山梨醇或 L-山梨糖为底物发酵生产 2-KLGA，最终产量分别为 50% 和 60%，但发酵过程中产生副产物 L-艾杜糖酸(L-idonic acid)等，发酵液中分离纯化 2-KLGA 困难，阻碍其用于工业生产。早前研究认为只有葡萄糖酸杆菌属(Gluconobacter)、醋酸杆菌属(Acetobacter)和假单胞杆菌属(Pseudomonas)能以 D-山梨醇和 L-山梨糖为底物合成 2-KLGA ......