番茄红素生产.doc

项目简介 番茄红素是类胡萝卜素代谢合成过程中的重要中间体，具有很强的清除自由基的能力，并在调控、抑制癌细胞增殖方面有很好的疗效，近年来已广泛应用到保健品、医药等领域。番茄红素的生产方法主要有化学合成法、天然产物提取法和生物合成法。相较而言,微生物发酵生产番茄红素成本低、污染小、产量高，具备工业化潜力。目前在全球范围内，三孢布拉氏霉菌是唯一能够实现β-胡萝卜素工业化的高产菌株。根据三孢布拉氏霉菌的代谢途径，若在发酵过程中添加合适的阻断剂，阻断番茄红素到β-胡萝卜素的环化途径，就可以大量积累番茄红素。 发酵原理与方法（如菌体生长所需条件） 一种利用三孢布拉氏霉菌发酵制备番茄红素的方法，采用三孢布拉氏霉菌（＋）和三孢布拉氏霉菌（－）为微生物菌种，经种子培养、发酵培养、提纯得到番茄红素，其特征是发酵培养基中添加正己烷或正十二烷作为氧载体；具体步骤和方法如下： 种子培养 ：将三孢布拉霉（＋）（－）菌种分别接种到ｐＨ６．５的种子培养基，在２４－３０℃，避光，１５０－２００ｒｐｍ摇床中培养３６－４０ｈ；（种子培养基：淀粉4%、玉米浆5%、0.1%、MgS0.01%、0.001%、pH6.5、115℃灭菌30min）（２）发酵培养：将步骤（１）得到的三孢布拉霉（＋）（－）菌种培养液以１∶２－１∶４的体积比混 合得到种子液，将种子液接种到添加有正已烷或正十二烷且ｐＨ６．５的发酵培养基，在２４－３０℃，２００－２８０ｒｐｍ摇床培养４－７天后收获菌体，在发酵培养４６－５０小时后，加入浓度为１５ｇ／Ｌ吡啶或叔胺类化合物阻断剂； （发酵培养基：淀粉4%、大豆粉饼2%、玉米浆2.5%、0.1%、MgS0.01%、0.001%、pH6.5、120℃灭菌30min） 提取：将步骤（２）得到的湿菌体在５０℃真空干燥，得到的干菌粉用石油醚萃取，萃取液减压浓缩后，再加入无水乙醇进行冷冻结晶，得到番茄红素。 番茄红素含量测定：高效液相色谱法（HPLC）。 HPLC分离柱为Diamonsil ，5μm，250mm×4.6mm；流动相为乙腈与二氯甲烷体积比为75:25；检测波长为450nm；柱温28℃；流速1.5L/min。 项目成熟度 利用三包布拉氏霉菌发酵生产番茄红素的技术已比较成熟，且相比于从番茄中提取产量相对较高，成本较低，市场需求较大，国内大规模的生产厂家较少，大都是中小型发酵，国内市场较大，本项目的成熟度及可行性相对较高。 4、应用范围及领域 从2003年以来，全球推出了177只含有番茄红素的补充剂新产品。含番茄红素的护肤品紧随其后，这一时期有81只新产品被推向市场，彩妆是接下来最受欢迎的一个产品类别，共推出了51个新产品。与化妆品和保健品应用领域相比，番茄红素在视频和饮料领域的应用有点滞后，这表明虽然番茄红素在欧洲获得了“新颖食品”的批准，在美国也获得了GRAS(通常被认为是安全的)身份，但市场对番茄红素仍然犹豫不决。在食品和饮料应用方面，虽然非酒精饮料最受欢迎，但2003年以来，这一领域仅推出了20只新产品。面包、早餐麦片等领域合计推出了17只新产品。在加工肉类、鱼类和蛋类领域，有7只新产品面世；奶制品领域推出了7只新产品；巧克力和糖果领域合计推出了6只新产品；酱料和调味料推出了5只；甜点和冰淇凌也推出了5只。 5、市场前景及预测 目前国外有日本、匈牙利、美国、俄罗斯等多家公司申请了关于番茄红素生产专利，但只有从鲜番茄中提取番茄红素的工艺在以色列Lycored?Natural?Products?Industries?Ltd实现了商业化大规模的生产。?我国番茄红素的生产和研究均处于起步阶段。其研究主要集中在北京化工大学和无锡轻工大学食品学院。现有厂家的生产技术均以天然番茄为原料，如新疆生命红科技公司、上海的中国华源集团有限公司及华北制药等有限几家企业。另据报导由江南大学和盐城市瑞智生物技术有限公司共同研制、开发的高科技产品天然番茄红素胶囊目前也已投入批量生产。 从推出市场的产品统计数据来看，美国仍然是全球最富活力的番茄红素产品额市场，过去5年来，这一市场的活跃度一直处于稳定的状态。自从2003年以来，美国已经推出了143只含有番茄红素的新产品，远远超出市场活跃度处于第二位的加拿大。同一时期，加拿大有32只含有番茄红素的新产品上市。由市场调研机构Mintel公司提供的这些数据表明，与世界上其他市场只是推出零零碎碎的新产品相比，番茄红素这种原料在美国市场上的人气稳步攀升。 近年来世界范围内掀起了开发番茄红素的热潮，日本年消费番茄红素150t，价格为4000日元/kg；SOD作为临床治疗药物，美国与欧洲于1988年批准使用，