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原兒茶酸生物發酵生産關鍵技術
  發布時間:2018-05-21    供稿部門:産業合作部

  項目概況 

  原兒茶酸,又名34-二羟基苯甲酸,主要應用于醫藥合成、有機中間體合成、染料合成和化學試劑等領域,並且是多種醫藥産品如埃羅替尼(抗腫瘤藥)、藜蘆定(鈉通道失活門抑制劑)、鹽酸麥皮凡林(呼吸系統藥物)、胡黃連苷II(治療乙型肝炎藥)、鹽酸伊托必利(新型促胃腸動力藥)、益迷興(麻醉藥)等的核心原料。另外,原兒茶酸本省也具有抗菌作用,還具有祛痰、平喘作用,臨床用于治療慢性氣管炎。 

  原兒茶酸的生産有天然提取法、化學合成法、生物轉化法等。天然提取法由于成本高,無法工業化生産。化學合成主要以香蘭素爲原料,經堿熔溶氧化脫甲基,再經酸化制備,該工藝需要240°C以上高溫,反應大部分時間爲固相反應,難于控制,必須使用特殊的反應設備,投資大、設備利用率低。生物轉化法是利用微生物將香蘭素轉化爲3,4-二羟基苯甲酸的方法,該方法條件溫和,選擇性好,只有日本采用此法生産;但其原料香蘭素的生産仍然主要是化學合成獲得,還是受環保因素影。我們通過構建新型大腸杆菌工程菌,實現了以葡萄糖爲原料生産原兒茶酸的關鍵技術,該法綠色、環保、可持續,並且與化學法相比,具有經濟競爭力,有很好的産業應用前景。 

  市場前景 

  2008 年以來,隨著原兒茶酸在醫藥、飼料、環保等領域應用的不斷推廣,原兒茶酸的産量和需求量穩定增長,平均年增長率達到10%左右,2015 年全球總産量約爲250噸。目前國內生産能力最大的企業是台州市中大化工有限公司,年産能在60噸左右。目前原兒茶酸國內的生産企業基本全部采用化學法工藝,大概估算生産成本大于15萬元/噸,市場價格爲45-50萬元/噸,其平均利潤水平可以達到50%左右,但是化學合成的三廢量大,和我國當前的環保政策矛盾,生産企業普遍環保壓力大,部分生産企業已經停産整頓。開發綠色環保的生産技術具有較大的競爭力,也是産業發展方向。 

  技術特點 

  利用先進代謝工程與生物催化技術,通過從頭理性設計和系統優化構建了生産原兒茶酸前體物3-脫氫莽草酸的大腸杆菌工程菌,然後構建了可以高效轉化3-脫氫莽草酸發酵液生産原兒茶酸的全細胞生物催化劑。生産3-脫氫莽草酸大腸杆菌工程菌不含任何質粒,遺傳穩定,以葡萄糖無機鹽培養基生産3-脫氫莽草酸,目前在5L發酵罐水平,通過分批補料的方式,通過50-55小時左右發酵,3-脫氫莽草酸産量可達到94g/L左右,3-脫氫莽草酸對葡萄糖的摩爾轉化率在30%以上。通過全細胞轉化在6小時內,把上述發酵液中94g/L左右的3-脫氫莽草酸,得到79g/L的原兒茶酸,摩爾轉化率超過95% 

  投資與效益分析 

  原兒茶酸的年市場需求增長率保持在10%左右,具有較大的市場開發空間。研究所的技術是大腸杆菌發酵法生産原兒茶酸,具有環境友好型,技術先進的特點。初步估計生産成本在6-8萬元/噸左右。若按年生産100噸計算,年銷售額可以達到4000萬元以上,利润可达3000萬元以上,具有较大的投资收益。 

  研究階段 

  小試階段 

  發布時間     

    2018年5

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