谷胱甘肽的生产现状,很有意思
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一、项目介绍
谷胱甘肽(GSH),又名γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸-甘氨酸分子量:307.33
熔点:189~193℃晶体透明细长柱状,等电点 5.93
GSH是细胞内主要还原物质,能保护细胞免受氧化型、毒害性化合物和辐射的伤害。同时GSH还是细胞内某些酶的辅因子,参与细胞内的代谢循环。因此,GSH在医学、食品及化妆品方面有着广泛用途。
(1)医学方面:⑴抗自由基,保护细胞,可作为谷胱甘肽过氧化物酶的的底物,抑制脂质过氧化,保护细胞膜,恢复细胞功能,减少自由基对DNA的攻击,从而减少DNA的损伤和突变,还可加速自由基的排泄;⑵解除外源有毒物质,目前大多数肝炎药物都用到谷胱甘肽;⑶促进细胞合成蛋白质;⑷参与转甲基和转丙基反应;⑸参与胆红素代谢;⑹促进胆酸代谢,减少出血倾向。
目前我国用到谷胱甘肽的药物包括肝炎药物、。在眼科手术中谷胱甘肽也是常见的药物,由于具有抗氧化损伤及辐射性损伤,同时帮助角膜氨基酸的转运。
(2)食品方面:⑴功能性食品添加剂,GSH帮助人体排毒和泄毒的功能的功能性食品将是主流,而GSH则是为数不多的排毒泄毒的主要功能性因子之一;⑵在肉类、禽类和海鲜食品中加入GSH可抑制核酸的分解,防止褐变,保持和增强海鲜和肉类的特有风味;⑶在面制品的加工中,GSH改善面团的加工性质及色泽;⑷在乳制品中,起到抗氧化剂的作用;
⑸在果蔬食品及饮料中,可有效地防止褐变并保持原有的诱人的色泽、风味和营养。
(3)化妆品:GSH在化妆品方面也有着广泛的用途,可以增白,同时清除氧自由基。1994年日本资生堂首先开发成功谷胱甘肽增白化妆品,目前已有20多个国际知名的化妆品厂家生产含谷胱甘肽的化妆品。国内北京化工大学2000年也推出了谷胱甘肽化妆品。
国外主要生产厂家有Roche 、Fluka、J.T.BAKER, BHD, SIGMA, 和光纯药。
IMMNOTEC RESERCH LTD. KRAFT FOOD LTD.
KYOWA
等企业,全世界产量在150吨左右。美国价800~1000美圆/公斤。国内需求10吨/年。3~5年内需求量100吨/年。全世界年销售10~15亿美圆,国内依靠进口。
国内目前主要依靠进口,有个别厂家采用化学法生产,如浙江东华医药化工有限公司,汕头化工有限公司用合成法少量生产。国内需求10吨/年,全部进口。试剂级46000元/公斤;药用9000元/公斤。2001年已进口食品级GSH 5吨;药用300公斤。据医药经济报2000年全国重点城市典型医院用药金额前100位药品排序中,有6种多肽药物榜上有名,其中谷胱甘肽名列第93位。3~5年内国内需求量100吨以上。
二.国内外技术基础
1、国内技术现状
谷胱甘肽生产方法有:萃取法、发酵法、酶法及化学合成法。化学合成得率比较低,而且污染严重。酶法近几年有报道,但目前还没有工业化报告。
从酵母制GSH最早专利1938年。数十年来不断改进和提高,目前发酵法已成为主要方法。
无锡轻工业大学、华东理工大学、复旦大学已开展研究开发。无锡轻工业大学使用重组大肠杆菌;华东理工大学选育重组大肠杆菌;中国医科大用酶法制备;浙江大学以双水相分配结合温度诱导相分离;华东理工大学以明胶包埋固定化细胞…。一般酵母菌体含GSH 量0.4~1.2%。国内总体菌株选育水平较低,一般在1.0-1.8%之间。谷胱甘肽的总产量在600-880 mg/L左右,和国外水平(2300 mg/L)相差较大。
2、技术先进性
北京化工大学自1999年开始研究发酵法生产谷胱甘肽,目前承担国家863项目“发酵法生产谷胱甘肽“。已选育得到了谷胱甘肽高产菌株。采集230株菌株,用快中子结合紫外
线诱变法,得到谷胱甘肽高含量假丝酵母,谷胱甘肽含量达2.4%,特别是采用先进的酵母发酵技术,谷胱甘肽发酵水平达到2000 mg/L。该菌株水平为国内领先水平。
而且开发了谷胱甘肽分离纯化工艺,提取率达76%,GSH含量在98%以上。
本项目产品与国外同类产品的主要指标比较
公司名称纯度% 旋光性分子量铅(ppm)砷(ppm)
ROCHE 98 [α]D
+17.6 307.3 8.3 1.0
FLUKA 96 [α]D
+16.8 307.3 9.5 0.7
本技术98 [α]D
+17.3 307.3 9.3 1.2
工艺流程:
35~38h 95~100℃,5min
菌体活化,发酵――――→离心弃上清液――――→鲜菌体――――→热水―→
萃取―――→混合――→分离――→水溶液――→减压浓缩――→离子交换柱――→
洗脱――→乙醇沉淀――→真空冻结干燥――→成品
三、经济评价
年产5吨谷胱甘肽,产品生产成本如下:
项目产品单位生产成本结算(吨产品)
吨单价总价
葡萄糖60 3600 216000
尿素 5 1500 7500
酵母膏 5 2800 14000
其他237500 燃料、动力 189000
汽 112500
电75000 1.0 75000 水1500 m3 1.0 1500 工资福利 18000
设备折旧160000
单位生产总成本 1031000
总投资800万元左右,包括设备投资520万元,主要设备包括发酵罐25吨2个,空气系统1套,真空冷冻干燥器,单级升膜真空浓缩机等。
产品价格300万元/ 吨,年产值1500万元,总成本515.5万元。利税984.5万元。