维生素顾名思义是维持生命活动所必需的要素之一。人类对维生素的认识是因为这样一个事实造成的: 在几百年以前, 航海事业已相当发达, 但那时还没有冷冻设备来贮备蔬菜和水果, 于是海员们只好在长达几个月的时间里靠吃饼干和腌肉维持生活, 根本未吃任何蔬菜和水果。结果, 许多长期航海的人被一种奇怪的病夺走了生命。于是, 人们开始探索原因, 结果发现是因为他们长期未吃新鲜的蔬菜而缺少一类物质所致, 这类物质就叫维生素或维他命。
维生素是一个十分庞大的家族, 包括许多不同的种类。我们的身体对维生素的需要量一般都很少, 但缺少却是万万不行的。人体中如果缺少某种维生素, 就会出现一些莫名其妙的病症, 甚至造成死亡。我们的身体不能自己制造维生素, 只能靠从食物主要是蔬菜、水果中获取。如果我们从食物中不能获得足够的维生素而出现病症时, 只能靠服用维生素药剂才能解除痛苦。在这一方面, 许许多多的微生物为我们人类作出了贡献。
维生素C 是大家非常熟悉的, 如果人体中缺乏维生素C 就会出现坏血症, 所以维生素C 又叫抗坏血酸, 它是医疗上应用最多的维生素。除了阻止坏血病发生外, 维生素C 还能加速机体对药物的代谢作用, 避免药物中毒的发生。我们人体中没有贮备多余的维生素C, 因此必须每天从食物中吸取130 毫克左右的维生素C 。维生素C 的制造以前多用化学方法。近几年来, 由于广大科研人员的努力, 特别是在我国科研人员的努力探索下, 终于使维生素C 的微生物发酵工艺取得了突破性进展。因此, 目前由微生物发酵的维生素C 已成为主要来源。
维生素B12 又叫钴腰素, 它是参与红血球制造的重要物质, 如果人体中严重缺少维生素B12 , 就会引起贫血病, 由于这种病很危险所以又叫恶性贫血。在治疗恶性贫血病时, 维生素B12 是首选药物。虽然动物的肝、肾、脑等器官中含有一定量的维生素B12 , 但当要治疗恶性贫血时单靠吃食物显然是远远不够的。但不必耽心, 微生物可以帮助我们制造源源不断的维生素B12 。目前在临床上应用的维生素B12 几乎全部都是用微生物发酵生产的。研究发现, 许许多多的细菌都能形成维生素B12 , 例如有一位科学家研究了576 株链霉菌, 结果发现有450 株可以产生维生素B12 。目前在工业生产上采用的微生物主要是一些杆菌和链霉菌, 特别是一些链霉菌在发酵生产抗生素时, 维生素B12 是一种大量的副产品, 因此可以达到一举两得的效果。
维生素A 也是一类很重要的物质, 当人体缺乏时会引起夜盲症和皮肤及粘膜的异常。有一种物质叫β-胡萝卜素, 人吃进这种物质后可以将它分解为维生素A, 因此β-胡萝卜素是维生素A 的主要来源。目前, 很多工厂以一种叫三孢布拉霉的真菌来发酵生产β-胡萝卜素。发酵时间为5 ~6 天, 在26 ~28 ℃下发酵。除此之外, 许多杆菌和放线菌也可以生产出β-胡萝卜素。
其他一些维生素如维生素E 、H、B1 和B2 等也具有十分重要的生理功能, 它们也都能通过微生物发酵的方法进行生产。例如维生素B2 , 它又叫核黄素, 如果人体中缺少它就会引起核黄素缺乏症, 如某些皮炎、唇损害和视力受损等。许多维生素都能形成维生素B2 , 目前在生产上采用的是梭状芽孢杆菌和多种酵母菌。
就整个维生素制造来说, 目前是微生物发酵法和化学合成法齐头并进, 有的维生素主要以发酵为主如维生素B12 ,有的以化学合成为主如维生素B2 。用微生物方法生产维生素是一项值得进一步研究的课题。