北京皮肤科医院简介 https://m-mip.39.net/fk/mip_8811367.html维生素C作为一种营养补充剂,是人们家庭小药箱里的常备药物。
然而很多人并不知道,如今物美价廉、供应充足的维生素C片,曾长期因国外药企的垄断而供不应求、价格昂贵。
中国科学家和民族药企用了数十年的努力,才让维生素C“飞入寻常百姓家”。这其中,也有河北药企的突出贡献。
年冬,建成不久的华北制药厂淀粉厂。河北日报资料片
被垄断的生产技术
在日常生活中,很多人将维生素C(以下简称维C)当作“万能良药”一样的存在:感冒了吃维C、贫血了吃维C、抵抗力下降了吃维C……
维C到底有什么作用?
维C是人体必需的一种营养素,其本质是一种抗氧化剂。科学研究表明,维C会参与到人体免疫蛋白的合成中,通过促进白细胞和吞噬细胞的活性,调节机体的免疫反应。
如今,在我们身边几乎所有药店中,人们都能轻松买到物美价廉的维C片。但实际上,人类通过工业化手段生产维C的历史,距今还不到年。
年,瑞士化学家塔德乌什在实验室中发明了维C的工业生产方法。此方法以葡萄糖为原料,经过催化加氢制取得到D-山梨醇,然后用醋酸菌发酵生成L-山梨糖,经过酮化和化学氧化,水解之后得到2-KGL,再进行一道盐酸酸化就能得到维C。
这种生产方法共有五道工序:发酵、酮化、氧化、转化、精制,被称为莱氏生产法。
成熟稳定的莱氏生产法,让维C搭上了工业化的快车,得以大批量生产。在莱氏生产法诞生第二年,此专利就被来自瑞士的罗氏制药公司买下,并应用到工业生产线上。随着无数维C片从生产线上产出,曾长期困扰人类的坏血病逐渐成为过去式。
随着维C在欧美国家的普及,20世纪40年代以后,西方医学界、生物学界对维C的研究热潮开始掀起,人们对维C的认识和讨论也从单一治疗坏血病扩展到感冒、心脏病、肝病、失眠、肿瘤等领域。
年,美国东部出现了肺炎大流行,年、年美国出现了小儿麻痹症大流行。在此期间,美国南卡罗来纳州一位医生用静脉注射维C的方法治疗了许多罹患这两种疾病的人。此后,人们逐渐发现,静脉注射维C可以辅助治疗许多病*感染类疾病,如肝炎、脑炎、流行性感冒等。
维C的声名鹊起,让当时世界许多著名制药厂商纷纷加入竞争。经过一番博弈,到上世纪70年代,世界维C产业诞生了三大巨头:瑞士罗氏公司、德国巴斯夫公司和日本武田公司。此后,这三家公司逐渐组成“维C联盟”,垄断整个维C产业,然后划分区域、统一定价,赚得盆满钵满。
此后,随着维C工业生产能力的迅速扩大,加之欧美发达国家居民生活水平较高,可以从日常膳食中获取足够维C,西方国家的维C市场逐渐饱和。相比之下,当时许多发展中国家尚未摆脱贫困,百姓难以从日常膳食中获取足够维C,因此对于维C的需求很大。然而,由于维C生产被几大公司垄断,发展中国家只能花高价进口。
在新中国成立后的很长时间内,中国每年也要花费大量外汇用于维C进口。为了改变这一局面,中国科研人员开始尝试将维C生产国产化。
年,有“共和国化学制药工业摇篮”美誉的东北制药总厂自行设计建造了一套年产30吨的维生素C生产装置,采用莱氏生产法。
该设备于年正式投入运行,从此结束了中国维C完全依赖进口的局面。
此后,虽然国内企业不断完善莱氏法生产工艺,但由于我国人口众多、需求量大,加之莱氏生产法工序繁琐、复杂,对原材料要求很高,国产维C产量远不能满足需求。
打破国外对维C生产的技术垄断,实现低成本、大批量维C生产,成为我国制药工业亟待解决的问题。
上世纪60年代末,中科院微生物所科学家严自正(左)和陶增鑫在工厂进行国产维生素C技术攻关试验。中国科学院微生物所供图
国产维C的技术突破
为了打破国外对维C生产技术的垄断,年初,中科院微生物所经过讨论,并与北京制药厂商议,决定相关科研人员全部进厂,通过院地合作方式开展维C生产技术攻关。
在研究中,团队科学家尹光琳发现,莱氏生产法虽然是维C首个工业生产法,但它却有诸多缺点:工序繁复、耗费大量易燃有*化学物质,污染环境、对原材料要求高、实操难度大等等。
于是,团队成员决定,对维C生产技术进行改良,开发研究中国自己的维C生产新技术,实现弯道超车。
在当时,科学家们没有详细资料,没有试验菌种,没有实验设备,就连具体计划都没定,一切都要从零开始,摸黑探索出一条新路。
团队成员严自正至今对那段艰苦的岁月记忆犹新:“北京制药厂位于朝阳门外,当时从中关村到厂里,乘公交车得2小时。我们每个星期只能回一次家,其他时间都待在厂里搞科研。”
“当时条件非常艰苦,研究人员除了搞科研外,还要和工人同吃同住,一起轮班,从打扫卫生、刷瓶子到看发酵罐,样样都得干。”严自正回忆,在这样的条件下,大家仍干劲十足,上班时动手操作,下班后整理记录、分析结果,再定下一步计划。“往往一天要连续工作十几个小时。”
严自正记得,他们在厂里保存的原始试验记录,叠起来足有几尺高。但因为种种限制,这些结果并不能归研究所所有,她和同事们就用手一个字一个字地将试验记录抄了下来。课题结束时,手抄资料有多页,为以后进行进一步研究留下了宝贵资料。
即便付出了如此的艰辛和努力,前7个月,研究团队还是一无所获。
正当大家快要泄气时,转机出现——他们找到了一个菌种,从该菌种发酵液中得到了2-KGA结晶,这极大增加了大家的信心。
年六七月间,科研人员筛选到了产酸量稍高的菌株NA,但能否提高该菌株产酸能力,是一个很大的难题。
经过思索,大家决定用最苦、最“笨”的办法攻克难题——先用摇瓶做条件试验,不管工作量多大,都是交叉进行。一旦有好的结果,立刻将该结果用到发酵罐上,然后在罐上反复试验。
短短三年时间内,几位科学家分离了上千个样品,筛选了几千个菌株,摇瓶条件试验将近60批,发酵罐和种子罐试验将近批。
正是这个最“笨”的方法,让中国最终拥有了当时世界最领先的生产维C的“二步发酵法”。
年9月,在山西太原举行的经验交流会上,北京制药厂将二步发酵工艺作了全面系统介绍,严自正带去了由NA分离纯化后得到的大小菌株,并无偿提供给与会者。
这次会议后,国内很多工厂既了解了方法和流程,又拿到菌种,很快在各地开展了二步发酵试验。
相较于莱氏生产法,二步发酵法简化了生产步骤,缩短了生产周期,还节约了大量化工原料,大大减少了“三废”处理。
在此前很长一段时间内,国外“维C联盟”的垄断,几乎将其他国家跻身维C赛道的路全盘封锁。二步发酵法的出现,使中国开辟了一条维C生产新跑道。
年1月,中科院微生物所和北京制药厂联合发明的用于维C生产的二步发酵法获国家科技发明二等奖。
这一具有革命性意义的维C生产技术,很快引起了“维C联盟”的