虾青素生物合成技术研究与应用

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获奖名称：

科学技术奖

获奖区域：

浙江省

获奖等级：

三等奖

主要完成人：

胡向东; 梁新乐; 励建荣; 叶金云; 詹丽香; 项黎新; 孔文捷; 陈瑜; 朱海民

关键词：

虾青素;  技术;  合成;  研究与应用;  研究;  技术研究;  生物合成;  生物; 

第一完成单位：

浙江皇冠科技有限公司

获奖时间：

2008

项目名称：

虾青素生物合成技术研究与应用

联系人：

胡向东

联系电话：

13305719699

电子邮件：

邮编：

地址：

浙江省杭州市黄姑山路40号

合作完成单位：

杭州皇冠高新技术开发有限公司; 浙江工商大学; 浙江省淡水水产研究所; 浙江省农业科学院

单位电话：

0571-88139858

传真：

0571-88087544

网址：

推荐单位(专家)：

杭州市科技局

摘要：

应用领域和技术原理：本成果主要用于食品、饲料、化妆品、医药等工业领域。其技术原理是采用NTG诱变技术诱变高产菌种和运用氧载体强化氧传递双液相发酵技术生物合成虾青素。该技术方法生产虾青素具有生长快、发酵周期短的特点，较易实现工业化生产。虾青素是动物界中分布最广泛的一种叶黄素，呈粉红色，化学名称为3，3-二羟基-β，β-胡萝卜素-4，4-二酮，分子式为C_40H_5204。具有独特的着色、抗氧化、清除自由基和促进抗体产生及增强动物免疫力的功能。已被许多国家年终总结使用医药、食品、饲料等工业。 性能指标：在5M^3发酵罐上进行生产，虾青素的发酵单位达到60μg/ml以上，提炼总收率达到80%以上，产品性能好，经蛇鳄龟养殖试验证明，虾青素对提高雌龟产卵率、受精率、孵化率和幼龟成活率、生长率起到明显作用。并能改善蛇鳄龟的体色、肉质，提高商品价值，综合成本降低了15.6%，大大地降低了养殖成本。 与国内外同类技术比较：在国内相关发酵法生产虾青素的研究报道较多，但市场上无微生物源虾青素产品供应。目前，国内外尚无发酵法生产虾青素的企业，而国外都以化学合成技术生产为主，其产品是多种构型的混合物，出于安全性考虑，目前已经在食品、饲料、医药及化妆品上的应用受到很大限制。化学合成技术因受制于国外专利，国内尚无厂家生产。本成果是采用了NTG诱变方法对菌种进行多次诱变处理，使虾青素的发酵单位有了较大提高，并采用氧载体强化氧传递双液相发酵方法和二氧化碳超临界提取技术及逆流色谱纯化工艺技术，提高了虾青素产量，在5M^3发酵罐装中试研究生产色素量达到60～70毫克/升发酵液或2200μg/g干菌体以上，从酵母泥到虾青素浓缩液的总提取率达到80%以上，形成了生物合成虾青素高产工艺。其研究成果在同类研究中处于国内领先水平，具有自主知识产权。 成果的创造性、先进性：该项目采用了亚硝基胍诱变技术对菌种进行诱变，筛选获得了高产虾青素红发夫酵母菌；运用氧载体强化氧传递双液相发酵技术，提高了虾青素的产量；运用二氧化碳超临界提取和反向高效液相色谱纯化工艺，解决了虾青素菌种优化、分离和纯化等难题，形成了虾青素高产工艺，首次利用废糖蜜、酒糟等农副产品下脚料生产虾青素，可明显降低生产成本。其技术与生产工艺具有创造性和先进性。 推广前景：本产品主要作为饲料添加剂的推广应用，用于饲料工业、养殖业和食品工业领域。饲料是养殖业的物质茂盛，饲料添加剂是饲料的核心。近年来我国安全饲料工业受到国家重视，饲料业有了较大发展，但在质量和安全环保方面还存在在少问题，主要表现在： 一是饲料产业结构不合理，药物饲料添加剂工业严重滞后，抗菌素、氨基酸、部分维生素、药物添加剂、色素等不仅品种少，而质量差和不稳定，毒副作用大。因此，这部分动物防病药物饲料添加大多依赖进口。 二是饲料安全问题比较突出，在生产领域，少数生产厂家、商贩和养殖户违反饲料法规，在饲料生产和饲养过程中滥用违禁药品，超量、超范围使用兽药，对药物配伍禁忌和停药期间规定执行的不严格。 三是真正优质高效无公害的动物防病添加剂很少，不能满足市场需要。 四是在管理方面，法律法规和标准体系不够健全，检测手段不完善、监管不力。 所以饲料安全问题已成为全社会关注的热点和难点之一，针对上述情况，近年来我公司先后投入人力、物力和财力，开发出目前国内尚属空白的纯天然活性物质“虾青素”产品。它既可改善农产品的品质和口味，使养殖产品具有野生风味，又可全面提高动物的免疫功能，防病抗病，高效安全，是一种环保型绿色饲料添加剂，完全符合目前国家正提倡和支持的无公害产品的开发和使用。为此“虾青素”产品投入市场后，势必取代现在饲料工业中使用的一些有公害、有残留的动物防病药物饲料添加剂和部分进口饲料添加剂。我国饲料工业占世界第二，在“十一五”计划期间，全国饲料需求量达1.5亿多吨，产值3500多亿元。“虾青素”饲料添加剂按千分之一添加量计，全国年使用量需15万多吨，预计可增产值150多亿元，应用前景非常可观。同时，近年来本公司研制开发的“皇冠牌”水产全价饲料和添加剂已经在国内饲料行业和用户中取得了较好的信誉，占领了一定的市场份额，也将为新开发的无公害“虾青素”产品营销打下良好基础。 微生物源虾青素无毒无害，不会造成环境污染，是一种绿色饲料添加剂，具有独特的生理特点，它进入动物体内后可以不经修饰或生化转化，而直接储存沉积在组织中，并可与肌生蛋白非特异性结合，沉积在动物的肌肉和皮肤上，使得动物的肌肉和皮肤呈红色。如鲑鳟鱼和鲤鱼食用了红发夫酵母和发怵培养菌体后，鱼皮和肌肉由于积累了虾青素而呈红色，增加了鲑鳟鱼和鲤鱼的食用美感，也增加了食用功效，同时增加了鱼类的抗病能力，在市场上大受欢迎。鸡、鸭等家禽食用了含用虾青素的食物，虾青素可积累在蛋黄中，使蛋黄的颜色加深，提高了禽蛋的市场售价。因此，虾青素是一种具有特殊功能的饲料添加剂，对养殖业有积极的促进作用，市场前景广阔。 为能迅速推广本成果以提高其经济和社会效益主要采用以下措施： 1.有计划地进行对用户技术培训。 2.应大力推广，并在不同地区办好几个不同类型的养殖示范点。 3.成立专家组，给需要帮助的用户在技术上进行指导。