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发酵法生产天然抗氧化剂麦角硫因

麦角硫因(L-Ergothioneine,EGT,ERGO)是一种稀有的天然手性氨基酸,是机体内重要的生理活性物质,起着抗氧化,清除自由基,防止紫外线辐射损伤,调节细胞内的氧化还原反应,参与细胞内能量调节以及细胞生理保护剂等多种功能。由于麦角硫因的生物学和药理特性及其安全、稳定等优点,麦角硫因在化妆品、功能食品、制药、治疗学和生物医学等领域展现出良好的应用前景。生物合成麦角硫因的研究与开发已成为热点,2011年在美国召开了世界第一届麦角硫因学术会议。

麦角硫因的制备技术有三种:化学合成法、天然生物提取法以及生物合成制备法。化学合成法制备麦角硫因困难,并且合成的试剂昂贵,安全性难以得到保障。从动物组织和食用菌中提取麦角硫因的产量低,成本高,限制了麦角硫因的应用。以蕈菌菌丝体深层发酵技术生物合成制备麦角硫因,是低成本规模化生产麦角硫因的主流方向,可以通过代谢调控等发酵过程控制手段有效地提高麦角硫因的产率,降低生产成本,更重要的是,可以保证产品的安全性,拓宽麦角硫因的应用空间。日本、韩国和台湾地区等已有较好的研究成果。

迄今为止,文献报导的生物合成麦角硫因在发酵液中的最高含量为62 mg/L,尚未见国际上有生物合成法工业化生产麦角硫因的报道。研究所最新成果,利用食用蕈菌菌丝体深层发酵制备麦角硫因,已经在发酵液中实现了麦角硫因含量200 mg/L以上。

技术特点

与化学合成和天然生物提取工艺比较,生物合成发酵生产麦角硫因具有成本低,原料易获取,产量易扩大,产品形式多样化等特点。项目关键技术已申请5项发明专利,相关的衍生技术正在专利布局保护过程中。

市场前景

美国OXIS公司生产并销售化学合成的麦角硫因,价格昂贵。生物合成麦角硫因的安全性高,有很强的竞争力,其终端产品的开发方向是:药物、医药中间体、化妆品添加剂、保健食品、食品添加剂、饲料添加剂、器官和细胞保藏剂等。

研究时间与阶段

目前项目利用Pleurotus ostreatus小试的发酵水平已经超过200 mg/L,近期将开展200 L规模的发酵及分离提取实验。预计实验结果比化学合成法和提取法生产麦角硫因更具竞争性。

投资与效益分析

目前麦角硫因的国内产品价格为20,000 美元/kg左右。本项目拟在三年内建设200~500 kg/年的示范工厂,预计投资约为4500万元,其中设备、厂房等固定资产投资2500万元,流动资金2000万元。生产成本在50,000元/kg左右,若按销售价¥120,000元/kg计算,年利税大约1,000~2,000万,有很可观的投资回报率。



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