維生素顧名思義是維持生命活動所必需的要素之一。人類對維生素的認識是因為這樣一個事實造成的: 在幾百年以前, 航海事業已相當發達, 但那時還沒有冷凍設備來貯備蔬菜和水果, 於是海員們隻好在長達幾個月的時間裏靠吃餅幹和醃肉維持生活, 根本未吃任何蔬菜和水果。結果, 許多長期航海的人被一種奇怪的病奪走了生命。於是, 人們開始探索原因, 結果發現是因為他們長期未吃新鮮的蔬菜而缺少一類物質所致, 這類物質就叫維生素或維他命。
維生素是一個十分龐大的家族, 包括許多不同的種類。我們的身體對維生素的需要量一般都很少, 但缺少卻是萬萬不行的。人體中如果缺少某種維生素, 就會出現一些莫名其妙的病症, 甚至造成死亡。我們的身體不能自己製造維生素, 隻能靠從食物主要是蔬菜、水果中獲取。如果我們從食物中不能獲得足夠的維生素而出現病症時, 隻能靠服用維生素藥劑才能解除痛苦。在這一方麵, 許許多多的微生物為我們人類作出了貢獻。
維生素C 是大家非常熟悉的, 如果人體中缺乏維生素C 就會出現壞血症, 所以維生素C 又叫抗壞血酸, 它是醫療上應用最多的維生素。除了阻止壞血病發生外, 維生素C 還能加速機體對藥物的代謝作用, 避免藥物中毒的發生。我們人體中沒有貯備多餘的維生素C, 因此必須每天從食物中吸取130 毫克左右的維生素C 。維生素C 的製造以前多用化學方法。近幾年來, 由於廣大科研人員的努力, 特別是在我國科研人員的努力探索下, 終於使維生素C 的微生物發酵工藝取得了突破性進展。因此, 目前由微生物發酵的維生素C 已成為主要來源。
維生素B12 又叫鈷腰素, 它是參與紅血球製造的重要物質, 如果人體中嚴重缺少維生素B12 , 就會引起貧血病, 由於這種病很危險所以又叫惡性貧血。在治療惡性貧血病時, 維生素B12 是首選藥物。雖然動物的肝、腎、腦等器官中含有一定量的維生素B12 , 但當要治療惡性貧血時單靠吃食物顯然是遠遠不夠的。但不必耽心, 微生物可以幫助我們製造源源不斷的維生素B12 。目前在臨床上應用的維生素B12 幾乎全部都是用微生物發酵生產的。研究發現, 許許多多的細菌都能形成維生素B12 , 例如有一位科學家研究了576 株鏈黴菌, 結果發現有450 株可以產生維生素B12 。目前在工業生產上采用的微生物主要是一些杆菌和鏈黴菌, 特別是一些鏈黴菌在發酵生產抗生素時, 維生素B12 是一種大量的副產品, 因此可以達到一舉兩得的效果。
維生素A 也是一類很重要的物質, 當人體缺乏時會引起夜盲症和皮膚及粘膜的異常。有一種物質叫β-胡蘿卜素, 人吃進這種物質後可以將它分解為維生素A, 因此β-胡蘿卜素是維生素A 的主要來源。目前, 很多工廠以一種叫三孢布拉黴的真菌來發酵生產β-胡蘿卜素。發酵時間為5 ~6 天, 在26 ~28 ℃下發酵。除此之外, 許多杆菌和放線菌也可以生產出β-胡蘿卜素。
其他一些維生素如維生素E 、H、B1 和B2 等也具有十分重要的生理功能, 它們也都能通過微生物發酵的方法進行生產。例如維生素B2 , 它又叫核黃素, 如果人體中缺少它就會引起核黃素缺乏症, 如某些皮炎、唇損害和視力受損等。許多維生素都能形成維生素B2 , 目前在生產上采用的是梭狀芽孢杆菌和多種酵母菌。
就整個維生素製造來說, 目前是微生物發酵法和化學合成法齊頭並進, 有的維生素主要以發酵為主如維生素B12 ,有的以化學合成為主如維生素B2 。用微生物方法生產維生素是一項值得進一步研究的課題。