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发酵法生产番茄红素技术
发酵法生产番茄红素技术

 

番茄红素是构成西红柿红色色素的主要成分,属于“类胡萝卜素”物质,是一种出色的抗氧化剂。其对单线态氧的淬灭作用是β-胡萝卜素的2倍,维生素E的100倍。番茄红素还具有防病抗癌、增强机体免疫力和抗衰老等生理功能,在食品、化妆品以及医药领域具有重要用途。番茄红素可防止代谢产物“游离基”对人体组织器官所造成的伤害,由于番茄红素具有抗游离基作用,故可作为天然保健食品或者药品,目前欧洲市场上已出现数十种含番茄红素的保健食品和药品。含番茄红素的保健食品可预防老年性视力退化、抗衰老以及预防心血管病,番茄红素还对消化道癌、宫颈癌、乳腺癌、皮肤癌、膀胱癌等均具有一定的抑制作用。番茄红素无毒无害,它与β胡萝卜素一样可添加到冰淇淋、果子露、硬糖、面包、饼干、蛋糕等食品中,可提高其营养价值。

技术特点

目前世界上番茄红素的开发生产主要有天然提取、化学合成、微生物发酵等方法。以色列、日本、瑞典、瑞士、美国、法国和澳大利亚等国家以及罗氏、巴斯夫等跨国公司在此方面处于领先地位。番茄中的番茄红素含量很低,通常每吨西红柿中仅含20克番茄红素;而且天然提取法产率低且价格昂贵,无法满足需求。化学合成法成本虽有所下降但存在一定不安全性。随着生物技术的快速发展,利用微生物发酵生产番茄红素成为目前的研究热点之一。

与传统化学生产工艺比较,微生物发酵生产番茄红素具有低成本、环保、安全性高、原料易获取等特点。目前发酵生产番茄红素比较常用的微生物是三孢布拉氏霉菌,产量在1 g/L左右,但发酵周期长,通常需要120小时左右。

本项目采用代谢工程技术,构建出一个高效生产番茄红素的大肠杆菌工程菌,大大缩短了发酵周期。在5L发酵罐水平,发酵60小时,能生产2.0 g/L的番茄红素。

市场前景

目前全球每年大约消耗西红柿7000万吨,用于番茄红素的提取。番茄红素是天然色素品种中比较畅销的一种。但其巨大的医用价值一直未得到有效的商品化开发。

在世界番茄红素开发热中,我国科技界也开始重视和加强番茄红素的研究开发。我国从1995年开始工业化生产番茄红素,主要是从西红柿中提取。几年来,番茄红素的产、销、用有了长足的发展,但仍不能满足市场需求。到2003年,我国番茄红素生产装置的年生产能力不足5吨,市场需求量约20至30吨/年。番茄红素还可大量用于出口创汇,市场前景广阔。

研究时间与阶段

目前项目已完成5 L小试实验,预计2013年初完成200L中试实验。项目关键技术已申请多项专利。

投资与效益分析

1. 为了避免氧化,番茄红素通常是用亚麻籽油及维生素E等配制成10%的浓度在市场上进行销售。番茄红素的市场价格: 10%番茄红素价格是1500-2500元/公斤;90%以上番茄红素价格是13000-15000元/公斤,石家庄华药集团通过生物法生产的番茄红素 2200元/公斤。

2. 本项目生产1kg番茄红素(10%)的成本核算

























原料名称

价格(元)

原料成本

140

分离提取成本

230

设备损耗、蒸气、水费和电费

250

人工成本

50

销售成本

50

合计

720

以建立年产100吨10%的番茄红素生产线为例:

(4个50吨发酵罐,共200吨发酵罐,填料体积100吨;按照每3天生产1 g/L计算,每3天能生产100公斤番茄红素;一年按300个工作日计算,每年能生产10吨100%纯番茄红素)。

前期投资约为1000万元左右,流动资金约200万元。

预计10%的番茄红素生产综合成本700元/公斤,预计销售价格1200/公斤,扣除营销成本、能源消耗等,利润至少200元/公斤,年利润至少200元/公斤x100000公斤=2000万元。

 
发表时间:2014-2-24
 
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