维生素

背景

维生素是动物和人类饮食中维持生命和健康所必需的少量有机化合物。缺乏某些维生素会导致疾病、生长不良和各种综合征。已确定 13 种维生素是人类健康所必需的，还有几种类似维生素的物质也可能有助于提供良好的营养。最初，人们认为维生素是一种特殊的化合物，称为胺，但现在知道维生素在化学上是无关的。他们的行为是不同的，虽然经过详尽的研究，但并非所有人都了解他们如何工作和做什么。维生素以字母命名——维生素 A、维生素 C、D、E、K 和 B 族维生素。八种 B 族维生素最初被认为是一种维生素，随着对它们的了解越来越多，它们被赋予了数字下标：维生素 B、B 2 等。 B 族维生素现在通常更恰当地称为化学描述性名称：B , 是硫胺素，B 2 是核黄素，B 6 和 B 12 保留它们的数字名称，其他 B 族维生素是烟酸、泛酸、生物素和叶酸。维生素存在于植物和动物食物来源中。它们也是化学合成的，因此可以以其纯净的形式作为营养补充剂被摄入。尚不清楚每个人需要多少每种维生素，但建议每天摄入 10 种维生素。

一些研究人员夸大了大剂量特定维生素作为预防或治疗从痤疮到癌症等疾病的益处。随着新发现的出现，旧的主张要么被揭穿，要么经常得到加强，最安全的说法是，对缺乏维生素的后果的了解比对特定维生素可能产生的影响要多。例如，缺乏维生素A会导致眼睛视网膜中的光敏细胞分解，导致夜盲症。饮食中缺乏维生素 C 会导致坏血病，这种疾病以前是水手的祸根。缺乏维生素 D 可能导致佝偻病，这是一种骨骼疾病。

历史

许多研究人员负责拼凑维生素作为人类和动物饮食的必要成分。最早从化学角度研究营养的人之一是英国医生威廉·普劳特。 1827 年，他将人类饮食的三种必需品定义为油性、糖精和白蛋白，现代术语是脂肪和油、碳水化合物和蛋白质。 1906 年，英国生物化学家弗雷德里克·霍普金斯 (Frederick Hopkins) 发现，以三种必需品的纯饮食喂养的老鼠，除非补充少量的牛奶和蔬菜，否则无法生存。 1912 年，波兰科学家卡西米尔·芬克 (Casimir Funk) 创造了“维生素”一词，以描述他认为在帮助小鼠生存的辅助食物中发现的化学物质。芬克首先认为维生素是化学相关的胺，因此 vita （生命）加胺。由于其他不是胺的维生素被分离出来，这个词的拼写发生了变化。其他研究坏血病和脚气病等由维生素缺乏引起的疾病的研究人员有助于分离不同的维生素。尽管如此，在 20 世纪初，人们普遍对维生素知之甚少。例如，尽管使用酸橙汁预防水手坏血病的历史至少可以追溯到 1795 年，但 1910 年陪同 Scott 前往南极的医生认为坏血病是由细菌引起的，并且没有采取足够的营养措施来预防这种疾病探索者之间。 1925年至1955年间，已知的维生素全部被分离合成。今天继续研究各种维生素的功能。

原材料

维生素可以来自植物或动物产品，也可以在实验室合成。例如，维生素 A 可以从鱼肝油中提取，维生素 C 可以从柑橘类水果或玫瑰果中提取。大多数商业维生素由合成维生素制成，比天然衍生物更便宜且更容易生产。所以维生素A可由丙酮合成，维生素C可由酮酸合成。从植物或动物来源提取的纯化维生素与合成生产的维生素之间没有化学差异。不同的实验室可能使用不同的技术来生产合成维生素，因为许多可以从各种化学反应中获得。

维生素片或胶囊通常含有添加剂，有助于制造过程或维生素丸如何被人体接受。微晶纤维素、乳糖、钙或麦芽糊精被添加到许多维生素中作为填充剂，使维生素具有适当的体积。维生素片中通常加入硬脂酸镁或硬脂酸作为润滑剂，二氧化硅作为流动剂。这些添加剂有助于维生素粉顺利通过压片机或包胶机。改性纤维素胶或淀粉通常作为崩解剂添加到维生素中。也就是说，它有助于维生素化合物在摄入后分解。维生素片通常也被包衣，以赋予片剂特定的颜色或风味，或确定片剂的吸收方式（在胃中与肠道中，缓慢与一次全部吸收等）。许多涂层由纤维素基质制成。通常还会涂上额外的巴西棕榈蜡涂层，以使片剂具有抛光外观。

可以将各种草药以及钙、铁和锌等矿物质添加到维生素化合物中。通常，专业实验室生产纯化的维生素和矿物质。分销商从实验室购买这些产品并将其出售给制造商，制造商将它们组合成不同的化合物，例如复合维生素片或复合维生素 B 胶囊。

制造
过程

初步检查

• 1 一家维生素制造商从分销商处购买生维生素和其他成分。来自信誉良好的经销商的原始维生素会随附分析证书，说明维生素是什么以及它们的效力如何。在许多情况下，制造商仍会测试原材料或将样品送到独立实验室进行分析。如果草药是维生素胶囊中的一种成分，则必须对其特性和效力以及可能的细菌污染进行测试。

预混

• 2 通常，原料维生素以细粉的形式到达制造商，不需要进行初步加工。然而，如果成分没有细粒化，它们将通过磨机和研磨。一些维生素可能会与填料成分（如微晶纤维素或麦芽糊精）预混合，因为这会产生更均匀的颗粒，有助于进一步的加工步骤。实验室技术人员在处理新成分时可能会运行测试批次，并确定是否需要预混。

湿法制粒

• 3 对于维生素片，粒度对于确定配方在压片机中的运行效果极为重要。在某些情况下，来自分销商的原始维生素被研磨成适合压片的尺寸。在其他情况下，湿法造粒步骤是必要的。在湿法制粒中，维生素细粉与多种纤维素颗粒混合， 然后润湿。然后将混合物在干燥器中干燥。干燥后，配方可能会像一角硬币那么大。这些块通过磨机运行来确定尺寸。磨机迫使大块通过具有所需颗粒直径的小孔。然后可以称重并混合这些颗粒。

称重混合

• 4 当所有维生素成分都准备好后，一名工人将它们带到称重站并在秤上称重。批次中每种成分所需的重量列在配方批次记录中。称重后，工人将所有原料倒入搅拌机中。典型混合器的体积可能为 15-30 立方英尺（0.42-0.84 立方厘米），但在大型制造设施中，它可能大很多倍。配料在搅拌机中放置 15 到 30 分钟。此时，从混合器的不同侧取样并在实验室中检查。实验室技术人员验证所有成分是否以相同的比例分布在整个混合物中。如果制造商是大批量生产，工人可能会检查搅拌机中的前三四批，然后才定期重新检查。混合完成后，工人们将维生素配方带到封装机或压片机。

封装机

• 5 如果混合器中的批次获得批准，工作人员将混合物搬运到封装机并倒入料斗中。在批次开始时，工人 制成的维生素混合物可以压制成片剂，有时还带有涂层，或装入预制明胶胶囊中。将试运行封装机并检查胶囊的重量是否正确且一致。工作人员还会目视检查胶囊，看看它们是否裂开或凹陷。如果测试批次运行正确，则工作人员会运行整个批次。维生素混合物流过一个漏斗，另一个漏斗装有整个明胶胶囊。胶囊被机器分成两半。胶囊的下半部分通过漏斗落入旋转的定量盘中。然后机器将精确量的粉状维生素混合物装入每个打开的胶囊一半中。夯实销将粉末向下推。然后将胶囊的上半部分向下推到填充的底部。

抛光和检验

• 6 填充好的维生素胶囊接下来通过抛光机运行。维生素通过一系列软刷在皮带上循环。任何多余的灰尘或维生素粉末都可以通过刷子从胶囊外部清除。然后将抛光的胶囊倒在检查台上。检查台有一条旋转杆带。维生素落在杆之间的凹槽中，维生素随着杆的转动而旋转。因此，检查员可以看到维生素的所有侧面。检查员移除任何过长、分裂、凹陷或其他不完美的胶囊。通过检验的维生素随后被运送到包装区。

压片

• 7 片维生素片是在压片机中制成的。在混合器中混合维生素混合物后，工人们将其倒入机器上方的漏斗中。然后维生素粉通过料斗流到下方的加油站，并从那里流到旋转台。旋转台的直径可能为 2-4 英尺（0.6-1.2 米），甚至更大，并在其外边缘装有孔，用于固定所需片剂形状（椭圆形、圆形、动物形等）的模具。 ）。模具是可互换的，因此只要安装了合适的模具，同一个工作台就可以生产制造商希望的任何形状。维生素粉从填充站流出，填充模具。当工作台旋转时，填充的模具移动到冲床中。当冲头的上半部和下半部相遇时，对维生素粉末施加 4-10 吨（3.6-9 公吨）的压力。压力将维生素粉末压缩成紧凑的片剂。冲头释放，下冲头抬起以弹出药片。一些压片机可能有两个冲头，每侧一个，因此可以同时生产两个片剂。工作台的旋转速度决定了每分钟生产多少片。药片弹出到振动带上，振动带振动药片上的任何松散灰尘。然后将片剂移至包衣区。

涂层

• 8 维生素片通常出于各种原因进行包衣。包衣可以使片剂更容易吞咽。它可能会掩盖令人不快的味道，并可能使片剂具有宜人的颜色。制造商可能会涂上两种不同颜色的大小和形状相同的药片，以进行识别。片剂也可能带有肠溶包衣——一种能抵抗胃酸的 pH 敏感化学包衣。带有肠溶衣的片剂不会在胃中破裂，而是在溶解前进入肠道。其他包衣决定了片剂溶解的时间，因此维生素可以被缓慢吸收，也可以一次全部吸收，这取决于什么适合该片剂。

  从压片区取出片剂后，将它们放入包衣锅中。涂层锅是一个大型旋转锅，周围环绕着 1 到 6 个由泵操作的喷枪。当药片在平底锅中旋转时，泵会在上面喷洒涂层。许多药片还带有第二层巴西棕榈蜡涂层。风干后，片剂就可以包装了。片剂和胶囊的包装步骤相同。

包装

• 9 包装维生素需要几个步骤，不同的机器执行这些步骤。所以在包装区，维生素通过一排机器。一旦维生素被倾倒在第一台机器的料斗中，就没有人接触它们。工人将机器设置为计算每瓶所需的胶囊或片剂数量，其余部分自动完成。胶囊或片剂落入瓶子中，瓶子被传递到下一台机器进行密封、加盖、贴标签和收缩包装。然后将成品瓶子放入盒子中并准备分发。

质量控制

在维生素生产的许多阶段都会进行质量检查。维生素片或胶囊的所有成分在使用前都经过身份和效力检查。这通常由原始维生素经销商和制造商进行测试。混合维生素粉在压片或封装前要进行检查，成品也要经过彻底检查。联邦法规规定了哪些物质可以用于维生素以及制造商可以为其产品做出哪些声明。维生素成分在提供给消费者之前必须被证明是安全的。

未来

维生素研究是一个不稳定的领域，新的研究不断表明维生素在健康和预防疾病方面的新作用。随着某些研究浮出水面，某些维生素或类似维生素的物质受到了消费者的欢迎。然而，新物质的制造过程保持不变。维生素的未来可能会在概念上发生最大的变化，即我们对维生素如何发挥作用的了解程度。