山東省第二批省級戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項目

1、山東省第二批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項目年產(chǎn)量1000噸普魯蘭生物多糖項目。申請報告泰安瑞泰纖維素有限公司2011.05.16一、實施的必要性普魯蘭多糖是易溶于水、安全、無毒、可食用、低熱量大的天然多糖，具有可塑性、成膜性、薄膜隔層性好，經(jīng)常用作補色、保香、保存、抗氧化等包裝材料。在醫(yī)藥、食品、化妝品、環(huán)境、農(nóng)藥等領(lǐng)域有廣泛的應用。在自然界中，它被稱為無污染塑料，因為它不會被微生物分解，造成環(huán)境污染。受瘋牛病及伊斯蘭國家習俗的影響，用膠囊囊材替代動物明膠的無動物免疫原性微生物多糖或植物多糖成為當前趨勢。普魯蘭多糖不僅沒有動物免疫原性，緩解和控制釋放性好，可與纖維素一起用于膠囊制備，代替明膠。普魯蘭多糖的

2、應用與分子量直接相關(guān)。用于制造膠囊的普魯蘭多糖的分子量在30萬Dal以上，作為血漿擴張劑的普魯蘭多糖分子量在5萬Dal以下。用于糖尿病輔助治療的普魯蘭多糖保健食品在10萬Dal以下，因此，生產(chǎn)分子量等級的普魯蘭多糖可以大大擴大普魯蘭多糖的應用領(lǐng)域，提高產(chǎn)品的附加值。普魯蘭多糖還可以用作污水微生物絮凝劑、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域種子保護劑、蛋白質(zhì)及藥物穩(wěn)定劑、建材保水劑等領(lǐng)域。普魯蘭多糖的生產(chǎn)及應用已有30多年的研究歷史，日本高管公司早在20世紀70年代完成了普魯蘭糖的工業(yè)化生產(chǎn)，是目前世界上唯一的普魯蘭糖生產(chǎn)企業(yè)，一直壟斷國際市場，年普魯蘭糖超過10000噸，在我國應用的普魯蘭糖也來自日本高管公司。與發(fā)達國家

3、相比，我國普魯蘭多糖的研究及應用狀況比較落后，尚未看到有關(guān)規(guī)?；唐飞a(chǎn)的報道。其中，普魯蘭糖發(fā)酵過程中分泌色素和底物糖的轉(zhuǎn)化率低是限制普魯蘭糖工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵。國內(nèi)外很多科研機構(gòu)很難同時解決這兩個問題，因此普魯蘭堂產(chǎn)業(yè)化進程相當緩慢。但是近年來，隨著普魯蘭糖應用研究的深入和應用領(lǐng)域的擴大，國內(nèi)市場對普魯蘭糖的需求逐年增加，目前預計年需求量將超過5000噸，每年增長30%。醫(yī)藥行業(yè)預測，年需求將達到4000噸左右。西歐因風雨病的影響以及一些伊斯蘭國家拒絕使用動物膠囊，使用植物膠囊代替動物膠囊是必然趨勢，普魯蘭具有植物膠囊原料的天賦優(yōu)勢，我國每年用于準備膠囊的明膠消耗超過10000噸，因此市場前

4、景很好。作為農(nóng)業(yè)大國，我國的糖類資源非常豐富，可以提供足夠的原材料準備普魯蘭多糖。普魯蘭多糖的生產(chǎn)不僅可以打破日本高級職員公司的市場壟斷，避免普魯蘭多糖原料與人糾纏的情況，還可以在經(jīng)濟方面帶動我國醫(yī)藥包裝材料、化工、生態(tài)環(huán)境保護、食品、農(nóng)業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，泰安西泰纖維素有限公司提出申請省級戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)項目。1、按照國家工業(yè)計劃的要求在我國十大第四次會議上通過的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要指出：“要發(fā)揮我國特有的生物資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，重點發(fā)展健康、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源材料等領(lǐng)域的重大需求，重點發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造。”實施生物產(chǎn)業(yè)專業(yè)工程，努力實現(xiàn)生物產(chǎn)業(yè)核心

5、技術(shù)和重要產(chǎn)品開發(fā)的新突破。健全市場準入制度，保護特有的生物資源，保障生物安全。我想該項目生產(chǎn)的產(chǎn)品符合2007年國家發(fā)展改革委員會公布的國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化“十一五”規(guī)劃的要求，提到：“要發(fā)展重點生物產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和重大專業(yè)中的生物量工程?！蓖七M具有重要經(jīng)濟價值和社會意義的完全可降解塑料、糖工程產(chǎn)品，實現(xiàn)對石油化工產(chǎn)品的部分替代。我想該項目在“11-5”國家科學技術(shù)支持計劃重點項目“生命技術(shù)產(chǎn)品試驗和規(guī)模化生產(chǎn)輔助技術(shù)及工藝研究和示范”課題中，符合糖的發(fā)酵和分離精制關(guān)鍵技術(shù)。普魯蘭生物多糖項目的研究和開發(fā)是貫徹國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展生物工程師領(lǐng)域的有效措施，符合國家產(chǎn)業(yè)政策的要求。2、有利于環(huán)境保護普

6、魯蘭多糖是比較理想的水處理混凝劑。目前，在日本等發(fā)達國家，該氟多糖應用于高濁度水凈化處理、城市污水一級強化處理及MSG生產(chǎn)中的廢水處理，形成了完善的工藝和技術(shù)。廢水中的投入量為2mg/L，取得了良好的效果。另外，用普魯蘭多糖加工的薄膜和纖維物質(zhì)被微生物完全分解，對環(huán)境的影響小，環(huán)保的材料。3、節(jié)能降耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展本項目在色素分離方面直接加熱冷凝色素新技術(shù)，減少活性炭色素損失，在多糖提取方面采用超濾濃縮、噴霧干燥等新技術(shù)，對改變目前通用的酒精多糖沉淀方法起到示范作用，隨著這種新技術(shù)的推廣，可以起到節(jié)能降耗作用，滿足我國走可持續(xù)發(fā)展道路的必要條件。超濾濃縮技術(shù)可以獲得不同分子量等級的普魯蘭多糖

7、，從而最大限度地提高普魯蘭多糖產(chǎn)品的附加值，提高企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力。4、產(chǎn)業(yè)政策分析國家發(fā)展和改革委員會將第40號產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2005年本)鼓勵類、第9款化工第6條“新型生化產(chǎn)品、專用精細化學品、膜材料生產(chǎn)”列入獎勵項目。因此，這個項目的建設符合國家產(chǎn)業(yè)政策。5、普魯蘭多糖的主要應用領(lǐng)域隨著社會的發(fā)展和生活質(zhì)量的提高人們對食品原料特別是食品添加劑提出了更高的要求來自植物的多糖，包括淀粉、纖維素、其衍生物和阿拉伯膠、果膠、瓊脂、微生物發(fā)酵多糖(如普魯蘭糖、黃原膠、果凍等)，在食品行業(yè)得到廣泛應用。微生物發(fā)酵多糖在質(zhì)量管理和生產(chǎn)規(guī)模方面比植物多糖有更多的優(yōu)點，因此最近食品工業(yè)領(lǐng)域微生物

8、發(fā)酵多糖的應用研究得到了快速發(fā)展。2006年5月，國家衛(wèi)生部第8號公告將普魯蘭糖列為4種新食品添加劑之一，可用作糖果、巧克力涂層、薄膜、復合調(diào)味品、水果和蔬菜汁飲料的驅(qū)蟲劑和增稠劑。這將大大促進普魯蘭糖在食品研究中的應用。5.1用于農(nóng)產(chǎn)品保存中國每年蔬菜產(chǎn)量3億噸，水果產(chǎn)量超過1000萬噸，位于世界前列，是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。但是，新鮮產(chǎn)業(yè)落后，水果和蔬菜的年損失率約為25% 130%，相當于人民幣750億韓元?？梢詮V泛應用于水果、蔬菜、雞蛋等農(nóng)產(chǎn)品的保鮮。使用普魯蘭多糖膜可以有效地防止水分、氧氣、氮、二氧化碳等氣體在水果和蔬菜內(nèi)外交換，抑制水果和蔬菜的呼吸作用，有效地減少水果和蔬菜營養(yǎng)成

9、分的損失。例如，普魯蘭多糖丙酸醋溶液噴灑在冷凍干燥的蔬菜上，不使用防潮袋，可保存5個月，顏色和形狀變化少，烹飪后保持新鮮味道。(David aser，Northern Exposure，Northern Exposure)在花生、核桃、杏仁、豆類、干魚、蛤蜊、干薯條、蘿卜等富含油的水果上，在表面撒上非常薄的普魯蘭多糖膜，可以防止氧化作用。5.2用于食品加工業(yè)普魯蘭糖是一種有希望提高食品加工性能和質(zhì)量的食品工業(yè)多糖，對食品工業(yè)安全可靠?？梢杂米魈悄虿『头逝只颊叩牡蜔崃渴称?，也可以單獨用作健康食品。與雙皮菌生物菌劑配合，可以發(fā)揮協(xié)同作用，達到更好的保健效果。普魯蘭糖對食品的加工保存產(chǎn)生了低熱量股票

10、、零食或飲料原料，對提高食品質(zhì)量，食品成型有很大影響。制作柔軟的口香糖時，需要添加提高質(zhì)量的膠體物質(zhì)，其中普魯蘭糖(1%-4%)比其他膠體的應用效果更好。添加普魯蘭糖可以保持適當?shù)目蓴U展性，制作時不會產(chǎn)生裂紋，具有適當?shù)挠捕?，可咀嚼，香氣保持長，儲存好，咀嚼時口感好。單獨使用普魯蘭糖可以制作咀嚼糖，而無需添加其他膠水。普魯蘭糖的水溶性和粘度低，可以用作乳化劑，乳化穩(wěn)定性高，給食品適當?shù)恼扯取Ｔ诒苛?、巧克力產(chǎn)品中添加普魯蘭糖，表面有光澤，光滑，味道好，味道適中，味道也很好。果汁型飲料，碳酸型飲料中加入少量普魯蘭糖，適度濃，口感光滑，清爽，分散性能好，穩(wěn)定。5.3在包裝行業(yè)中的應用普魯蘭多糖具有

11、良好的成膜性，質(zhì)量分數(shù)為10%的普魯蘭多糖水溶液，通過干燥或熱壓可以制成厚度為0.01毫米的薄膜，普魯蘭膜的物理性能為內(nèi)藏力400千克/cm2，比PVDC優(yōu)越，滲透率大，達到14100千克/cm2。普魯蘭膜具有連續(xù)制作卷軸的機械適應性，最大的特點是可食性，放入水中后迅速溶解，在高溫和低溫下均保持穩(wěn)定。耐油性(不溶于油)、耐有機溶劑性(不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑)、印刷適應性、抗電荷性、防毒性、保香性能也很好。含有適當水分的時候有很強的粘合性。這種薄膜透明，無色，無味，無毒，韌性高，耐油，可食用，可食品包裝。其光澤、強度、抗折性都比用固體淀粉制成的薄膜好。普魯蘭多糖用當前使用的各種包裝材料和多層

12、材料加工，可以提高包裝材料的性能，如減少膜層數(shù)、減少復合膜厚度、增加透明度、減少透氣性、增加強度等。將普魯蘭多糖涂在紙上制成的耐油紙，熱封性好，防止蟲蛀，保鮮，廢棄后易于回收利用?？捎糜谔鹛鹑Α⑹砥?、餅干、食用油、奶酪、人造黃油等包裝。5.4適用于制藥包裝材料近年來，受瘋牛病及伊斯蘭國家習俗的影響，無動物免疫原性的微生物多糖或植物多糖用膠囊囊材替代動物明膠是當前的趨勢。普魯蘭多糖不僅沒有動物免疫原性，緩解和控制釋放性好，可與纖維素一起用于藥用膠囊的制備，代替明膠。5.5在其他領(lǐng)域的應用在醫(yī)藥行業(yè)，可用于制造流入劑、非結(jié)晶藥物、止血劑、血漿增量劑、X射線透視造影劑、毒素、疫苗和傷口縫線。人工器官

13、和抗凝醫(yī)療材料等。化妝品行業(yè)可用于制造粉、洗發(fā)水、化妝水、面膜、皮膚保護劑、頭發(fā)定型劑等。在其他行業(yè)，可以用作種子涂層。顆粒肥料、殺蟲劑、照相材料；光敏電阻薄膜、保護膜和導電裴秀智；香煙粘合劑，干電池的陰極隔離層等。另外，普魯蘭多糖在煙草制造業(yè)、農(nóng)業(yè)種子保護等領(lǐng)域也有廣泛的應用。6、產(chǎn)品市場分析普魯蘭糖是國際上新開發(fā)的新型多糖，市場需求良好，正在逐步擴大生產(chǎn)。近年來，利用生物技術(shù)開發(fā)的新產(chǎn)品微生物多糖具有安全、無毒、理化性質(zhì)等優(yōu)良特性，特別受到食品專家的關(guān)注。世界微生物多糖的年產(chǎn)量增加量均在10%以上。包括普魯蘭糖在內(nèi)的一些新型微生物多糖的年增加量均在30%以上，已用作乳化劑。包括普魯蘭糖在內(nèi)

14、的多種性能、多種應用領(lǐng)域的新型微生物多糖將成為今后新型發(fā)酵工程的重要發(fā)展方向，受到國內(nèi)企業(yè)的重視。國內(nèi)企業(yè)如果能在原黃原橋發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)和設備的基礎(chǔ)上生產(chǎn)普魯蘭糖，在產(chǎn)品技術(shù)、成本、市場銷售等方面都很有利。也就是說，國內(nèi)黃原教生產(chǎn)商將開發(fā)生產(chǎn)普魯蘭糖，在國內(nèi)、海外市場競爭中更具優(yōu)勢。我國目前每年進口海外進口(主要是日本高管公司)5，000噸普魯蘭多糖，價格在30萬/噸左右，主要用于化妝品產(chǎn)業(yè)。根據(jù)衛(wèi)生部2006年第8號公告，批準普魯蘭多糖可用作食品添加劑的新品種，普魯蘭多糖在食品中得到廣泛應用。醫(yī)藥包裝材料、環(huán)境保護、化妝品、化工、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的普及應用不斷展開，需求旺盛。僅一個醫(yī)藥包裝材料膠囊，

15、我國每年用于膠囊準備的明膠消耗量就超過10，000噸，根據(jù)明膠的20%，被普魯蘭多糖替代，年需求量將在2000噸左右，目前國內(nèi)已成功應用了很多藥用膠囊工廠，但產(chǎn)量有限，無法滿足市場需求，市場前景廣闊。作為第三代微生物絮凝劑，聚丙烯酰胺等高分子有機絮凝劑，在綠色污水處理中，年需求量超過3000噸，顯示出廣泛的應用前景。保守估計，國內(nèi)年需求超過6000噸。日本高管公司長期壟斷普魯蘭多糖，價格高，影響了該多糖的廣泛應用。國內(nèi)也有生產(chǎn)報道的企業(yè)，但由于質(zhì)量等問題，不能在市場上占有一席之地。因此，越快進入市場，就越能以價格優(yōu)勢盡快占領(lǐng)國內(nèi)部分市場，獲得更大的經(jīng)濟利益。因此，預計該產(chǎn)品市場前景看好。二、技

16、術(shù)基礎(chǔ)本項目通過紫外線引誘法及紫外線聯(lián)合EB法引誘菌種，獲得了色素分泌少、產(chǎn)量高、遺傳性穩(wěn)定的突變菌。通過優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基組成，確定最佳培養(yǎng)基配方，創(chuàng)新地在培養(yǎng)基中添加促進多糖分泌的化合物，同時抑制色素分泌，添加該化合物后，普魯蘭多糖產(chǎn)量增加了20%以上。研究了突變菌株的生長規(guī)律、發(fā)酵過程中溶解氧及pH等影響因素，確定了優(yōu)良的培養(yǎng)條件，得到了高產(chǎn)低色素分泌的普魯蘭多糖發(fā)酵生產(chǎn)工藝。利用色素絮凝、超濾濃縮、噴霧干燥工藝，制備分子量不同的無定性纖維素的普魯蘭糖。公司目前建立了300L發(fā)酵罐發(fā)酵48小時，產(chǎn)量及底糖轉(zhuǎn)化率分別為65g/L和65%的試制生產(chǎn)線。產(chǎn)品各項指標符合國家標準，部分規(guī)格的產(chǎn)品質(zhì)量

17、達到或優(yōu)于日本高級職員公司的質(zhì)量標準，該項目研究水平目前處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。1、本項目的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)通過紫外線及紫外線聯(lián)合EB吸引，獲得了產(chǎn)量大幅度增加、色素分泌少的突變菌株，通過遺傳穩(wěn)定性實驗，證明了該突變菌株的遺傳特性是穩(wěn)定的。(2)發(fā)酵條件，優(yōu)化培養(yǎng)基成分，特別是在培養(yǎng)基中加入化合物，使多糖產(chǎn)量提高20%以上，抑制發(fā)酵過程中色素的分泌。(3)利用加熱色素絮凝法處理發(fā)酵過程中產(chǎn)生的少量色素，色素從原來的五分之一減少到十分之一。利用超濾濃縮技術(shù)，根據(jù)分子量分級純化普魯蘭多糖。該技術(shù)不僅可以實現(xiàn)普魯蘭多糖分子量的分級，還可以去除普魯蘭多糖發(fā)酵液中的一些雜質(zhì)，更重要的是，可以濃縮糖液，為普魯蘭多糖的后期提取節(jié)省大量能源。(4)噴霧干燥技術(shù)獲得了無定形粉末普魯蘭多糖，產(chǎn)品溶解性好。目前多糖提取一般采用酒精沉淀法，回收酒精需要消耗大量能源，噴霧干燥技術(shù)節(jié)約能源，對多糖制備工業(yè)區(qū)進行了示范效果。2、本項目技術(shù)、產(chǎn)品和國內(nèi)外同類技術(shù)、產(chǎn)品比較：普魯蘭多糖自20世紀40年代被發(fā)現(xiàn)以來，歐美、日本先后發(fā)表了很多研究報告，20世紀70年代日本完成了該產(chǎn)品的試點生產(chǎn)，