年产10吨虾青素生产项目可行性研究报告

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1、安徽工程大学生物化学工程学院1第一部分：项目可行性研究报告年产 10吨虾青素生产项目可行性研究报告1、总论1.1 项目概要名 称：年产 10 吨虾青素生产项目开发。开发内容：虾青素工业化生产工艺技术及配套生产设备装置。设计生产规模：年产 10 吨虾青素。总投资额：6500 万元（人民币） ；其中：固定资产 4500 万元；流动资金 2000 万元；主要经济指标：年新增销售收入：1.5 亿元（人民币）年创利润：3216 万元（人民币）年创税金：879 万元（人民币）投资利润率：49.8%投资利税率：29.4%贷款偿还期：5.5 年投资回收期：5.35 年建设期：18 个月项目主办单位：陕西森弗生

2、物技术有限公司项目合作单位：安徽工程大学生物化学工程学院项目建设地点：安徽省芜湖市湾里镇境内芜湖经济技术开发区内。1.2 项目提出的背景1.2.1 虾 青 素 的 推 出 导 致 抗 氧 化 剂 市 场 的 革 命 ， 有 人 甚 至 说 ： 21 世 纪 将 是 抗 氧化 剂 的 世 纪 。 天 然 藻 源 的 虾 青 素 及 其 提 取 物 在 欧 美 、 日 本 、 东 南 亚 等 发 达 国 家 已 经得 到 广 泛 应 用 ， 中 国 知 道 虾 青 素 的 人 还 很 少 ， 中 国 目 前 还 只 是 科 学 界 和 时 尚 美 容 界少 数 人 事 知 晓 。 哈 佛 研 究

3、人 员 Preston Mason 称 ， Astaxanthin（ 虾 青 素 ） 这 种生物工程专业生产实习报告2天 然 类 胡 萝 卜 素 成 份 极 具 潜 力 成 为 新 型 （ 抗 氧 化 /消 炎 制 剂 ） ， 并 且 有 望 在 他 汀 类和 抗 血 小 板 药 之 后 掀 起 第 三 次 预 防 性 药 物 的 浪 潮 。 同 时 虾 青 素 在 人 类 日 常 生 活 中有 着 广 泛 的 应 用 ， 例 如 ：第 一 ， 在 化 妆 品 领 域 应 用 ： 由 于 其 强 大 的 抗 氧 化 性 ， 全 球 差 不 多 一 线 的 化 妆 品品 牌 均 添 加 了 天

4、然 虾 青 素 作 为 其 超 强 抗 氧 化 剂 的 成 分 ， 包 括 雅 诗 兰 黛 、 欧 莱 雅 的DermaE， 尤 其 是 日 本 的 品 牌 高 丝 （ KOSE） 、 芳 凯 （ FancL)、 JUJU、 FUJI， DHC 以及 曼 秀 雷 登 等 推 出 了 专 门 的 虾 青 素 系 列 保 湿 霜 、 抗 皱 眼 霜 、 面 膜 、 口 红 等 。 只 要 看到 那 些 红 色 或 橙 色 的 宣 称 抗 氧 化 的 ， 且 售 价 数 百 上 千 元 的 化 妆 品 都 是 加 的 虾 青 素 这一 类 物 质 。第 二 ， 在 保 健 食 品 领 域 的 应 用

5、 ： 全 球 的 保 健 品 企 业 也 推 出 了 大 约 200 多 款 虾青 素 软 、 硬 胶 囊 、 口 服 液 的 保 健 食 品 。 尤 其 是 在 日 本 这 个 寿 命 最 长 的 国 家 最 为 受 到欢 迎 ， 近 3 年 来 虾 青 素 成 为 日 本 最 火 爆 的 健 康 食 品 。 东 南 亚 包 括 台 湾 、 新 加 坡 深 受其 影 响 ， 我 国 也 有 一 些 企 业 相 继 跟 进 。 虾 青 素 的 保 健 功 能 主 要 有 以 下 几 种 ：A:眼 和 中 枢 神 经 系 统 的 保 护 作 用 人 类 视 网 膜 和 中 枢 神 经 系 统 （

6、 脑 ） 富 含 不 饱 和 脂 肪 酸 ， 因 此 ， 氧 化 产 生 的 自由 基 很 容 易 使 其 发 生 过 氧 化 损 伤 。 有 研 究 表 明 ， 虾 青 素 很 容 易 通 过 血 脑 屏 障 和 细 胞膜 ， 能 有 效 地 防 止 视 网 膜 的 氧 化 和 感 光 细 胞 的 损 伤 ， 以 及 对 中 枢 神 经 系 统 尤 其 是对 大 脑 起 到 保 护 作 用 ， 从 而 有 效 治 疗 缺 血 -再 灌 注 损 伤 、 脊 髓 损 伤 、 帕 金 森 综 合 征 、Alzheimer 综 合 征 等 中 枢 神 经 系 统 损 伤 。 尤 其 是 视 网 膜

7、黄 斑 变 性 效 果 较 叶 黄 素 更 加显 著 。 美 国 CADAX 公 司 已 经 把 虾 青 素 作 为 一 种 脑 梗 塞 后 防 止 再 次 梗 塞 的 药 物 ， 据报 道 2010 年 已 经 进 入 临 床 试 验 阶 段 。 最 大 的 好 处 是 不 会 象 抗 血 小 板 药 导 致 凝 血 功能 障 碍 。 B:防 紫 外 线 辐 射 众 所 周 知 ， 紫 外 线 辐 射 是 导 致 表 皮 光 老 化 和 皮 肤 癌 的 重 要 原 因 。 研 究 表 明 ， 虾青 素 对 谷 氨 酰 胺 转 胺 酶 (transglutaminase)具 有 特 殊 作 用

8、 ， 能 够 在 皮 肤 受 光 照 时消 耗 腐 胺 ， 口 服 虾 青 素 对 腐 胺 积 累 的 抑 制 作 用 比 口 服 维 生 素 A 更 强 。 因 此 ， 虾 青素 的 强 抗 氧 化 性 可 能 使 它 成 为 潜 在 的 光 保 护 剂 ， 有 效 清 除 引 起 皮 肤 老 化 的 自 由 基 ，保 护 细 胞 膜 和 线 粒 体 膜 免 受 氧 化 损 伤 ， 用 于 阻 止 皮 肤 光 老 化 。 C:预 防 心 血 管 疾 病 安徽工程大学生物化学工程学院3动 脉 硬 化 及 相 关 心 血 管 疾 病 的 临 床 研 究 表 明 ， 低 密 度 脂 蛋 白 (LD

9、L)的 氧 化 是导 致 动 脉 硬 化 的 重 要 原 因 。 人 体 中 LDL 浓 度 越 高 ， 加 之 血 小 板 沉 积 使 血 管 变 细 阻碍 血 流 速 度 ， 人 体 患 动 脉 硬 化 的 风 险 就 越 大 。 而 血 液 中 高 密 度 脂 蛋 白 (HDL)则 有相 反 的 作 用 ， 它 可 以 阻 止 动 脉 硬 化 的 发 生 。 在 人 体 血 液 中 ， 虾 青 素 由 极 低 密 度 脂 蛋白 (VLDL)、 LDL 和 HDL 携 带 。 体 外 和 临 床 试 验 证 明 每 人 口 服 3 6mg d 虾 青 素 ，连 续 2 周 ， 能 预 防

10、LDL 的 氧 化 。 另 外 ， 有 动 物 研 究 表 明 ， 虾 青 素 在 体 内 具 有 显 著 升高 HDL 和 降 LDL 的 功 效 ， 其 中 HDL 可 由 原 来 的 49 73 6mg dL 增 加 至66 55 1mg dL， 因 此 推 测 虾 青 素 能 减 轻 载 脂 蛋 白 的 氧 化 ， 可 用 来 预 防 动 脉 硬化 、 冠 心 病 和 缺 血 性 脑 损 伤 。 不 同 于 一 般 降 低 LDL 的 药 物 ， 每 天 服 用1.8、 3.6、 14.4 和 21.6mg 虾 青 素 连 续 2 周 后 ， LDL 氧 化 的 时 间 分 别 被 延

11、 长 了5.0 、 26.2 、 42.3 和 30.7 ； 从 而 可 预 防 动 脉 粥 样 硬 化 的 发 生 。D:增 强 免 疫 力 虾 青 素 能 显 著 影 响 动 物 的 免 疫 功 能 ， 在 有 抗 原 存 在 时 ， 能 明 显 促 进 脾 细 胞 产 生抗 体 的 能 力 ， 增 强 T 细 胞 的 作 用 ， 刺 激 体 内 免 疫 球 蛋 白 的 产 生 。 虾 青 素 还 能 够 部 分恢 复 年 老 小 鼠 的 体 液 免 疫 系 统 ， 其 中 可 使 小 鼠 体 内 的 IgM、 IgA 和 IgG 分 别 都 增加 至 10mol L， 表 明 在 抗 原

12、 入 侵 初 期 ， 它 能 增 强 特 异 性 体 液 免 疫 反 应 。 另 外 ， 虾青 素 还 可 以 增 强 小 鼠 释 放 白 细 胞 介 素 -I 和 肿 瘤 坏 死 因 子 的 能 力 ， 其 作 用 比 -胡 萝 卜 素 和 角 黄 素 强 得 多 。 由 此 认 为 ， 虾 青 素 有 很 强 的 诱 导 细 胞 分 裂 的 活 性 ，具 有 重 要 的 免 疫 调 节 作 用 。 同 时 虾 青 素 还 具 有 ： 缓 解 运 动 疲 劳 ， 增 强 机 体 能 量 代谢 、 抗 炎 抗 感 染 特 性 、 抑 制 肿 瘤 、 抑 制 糖 尿 病 肾 病 等 种 种 保

13、健 功 能 。1.2.2 我 国 是 虾 青 素 原 料 资 源 大 国 ， 目 前 多 以 出 口 原 料 和 初 级 产 品 为 主 ， 尚 未 把资 源 优 势 转 变 为 产 品 优 势 、 技 术 优 势 。 市 场 调 查 表 明 ， 利 用 高 科 技 成 果 从 原 料 中 提取 高 纯 度 虾 青 素 可 是 原 料 增 值 近 百 倍 ， 这 为 我 国 虾 青 素 原 料 加 工 产 业 化 发 展 提 供 了有 利 条 件 。1.2.3 红法夫酵母是唯一天然可产虾青素的酵母, 其反式虾青素已于2000 年获得FDA 批准用于食品添加剂。它是真菌界、真菌门、半知菌亚门、隐

14、球酵母科、红法夫酵母属的唯一种。作为虾青素的生产菌，红法夫酵母具有许多优势：可利用多种糖进行快速异养代谢培养时间短, 不需光照及可以实现高密度培养等。但野生型红法夫酵母( DCW) 的虾青素含量低（300 450 ug/g) , 发酵成本高 , 无法与化学合成竞争。目前, 只有少数几个公司通过选育高产菌株, 实现利用了虾青素的商业化生产, 如美生物工程专业生产实习报告4国的红星公司, Igene 生物有限公司等, 其中Igene 公司产品数据显示, 其酵母( DCW) 干品的虾青素含量可达8 000 mg/kg。但多数菌种的产量仍较低, 因此, 目前的研究主要集中在高产菌株的筛选和培养条件的优

15、化等方面。由于红法夫酵母的遗传背景并不清楚, 虾青素的合成路径也很复杂。因此, 目前多采用传统的诱变和原生质体融合等方法育种。近几年, 随着虾青素合成路径的阐明和相关酶基因的克隆, 应用重组DNA 技术构建高产虾青素基因工程菌的研究已经展开。1.2.4 红法夫酵母虾青素的含量低、发酵温度低是制约其工业生产的主要因素。而原生质体融合可以发在种内、种间、甚至亲缘很远的两个物种之间, 可以扩大融合频率和幅度,国内目前多采用 1-2 g/L 的蜗牛酶破壁。红法夫酵母种间原生质体融合最早出现在 1992 年,Chun 等人利用诱变得到的营养缺陷型菌株作为亲本进行原生质体融合,得到三株高产融合子的类胡萝卜

16、素的含量从亲本的 1 600 ug/g,提高到 2 300 ug/g, 杂种均为单核,而且性状稳定( 回复突变率、 YAMAHA 集 团 、 Biogenic 公 司 、 美国 Cyanotech 公 司 、 中 国 荆 州 市 天 然 虾 青 素 有 限 公 司 、 印 度 Bioprex 公 司 、 以 色列 Algatech 公 司 ） ， 其 余 一 些 国 家 和 企 业 大 都 处 于 研 发 阶 段 ， 所 以 ， 这 是 一 个 很好 的 机 遇 。2.1.2 国 内 市 场随 着 我 国 经 济 高 速 发 展 ， 人 们 物 质 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ， 人 们 更 加 重 视 保 护 自己 的 健 康 ， 由 于 虾 青 素 及 其 制 品 在 抗 衰 老 、 抗 氧 化 、 增 强 免 疫 力 、 抑 制 肿 瘤 等 方 面的 医 疗 保 健 功 效 备 受 国 人 的 喜 爱 和 重 视 ， 尤 其 是 用 高 科 技 手 段 加 工 生 产 的