第一节 上游 行业 发展状况 分析
酵母是一种单细胞微生物,属于真菌类,早在公元前3000多年前,人类就开始利用酵母来制作发酵产品,只是当时人们还没有认识酵母。但酵母在工业上的应用,从最初的啤酒酵母泥开始在市场上销售算起,酵母工业的发展历史仅200多年。
中国酵母生产始于1922年,1949年以前只有上海大华利酵母厂,产品为压榨酵母(含水量70%左右)。国内活性干酵母的 研究 和生产始于20世纪70年代,1974年,上海酵母厂首先试制出面包活性干酵母。国内酵母的生产作为一种产业的出现则是在20世纪80年代,随着80年代中期安琪酵母股份有限公司的投产,标志着中国的活性干酵母工业化生产达到了国际水平。目前安琪酵母股份有限公司是中国酵母 行业 的龙头企业,是我国目前产量和销售量最大的酵母公司。宜昌总部高活性干酵母生产线自动化程度高,辅以全程监控,产品性能稳定;采用了先进的生产工艺,产品质量高,可与国际同行的产品质量媲美。近年来,酵母 行业 龙头企业纷纷扩产,短期内,中国酵母生产能力将大于市场需求量,预计酵母 行业 竞争将有所加剧。
经过多年的发展,我国酵母 行业 研发、生产、装备水平不断提高,品种日益多样化;酵母生产规模不断扩大, 行业 集中度越来越高;酵母生产厂家更加重视环保,加大环保投入,清洁生产;同时中国品牌产品得到国际上的认可,出口量逐年加大。我国专业生产酵母产品的企业从最开始的几家发展到现在的三十多家,规模以上企业已经达到20家左右。
第二节 下游产业发展情况 分析
1、生物制药
我国生物制药的 研究 和开发起步于上世纪70年代,到了90年代已有许多产品步入产业化并陆续上市,据不完全统计,我国已有近16个产品投入市场,有20多种基因工程药物处于开发阶段。1996年我国生物技术药品产值约为18亿元,实现利润5亿元,到1997年底上市的基因工程药物有12种,年产值达30亿元,2000年产值则达到69亿元,2003年达到99亿元。有关专家预测,未来的若干年内,生物制药产业年平均增长率不会低于12%,发展前景广阔。
企业规模小,市场相对容量小,厂家众多,产品重复,是我国生物制药企业的特点。现在国内有200多家生物技术工程制药企业。目前在沪深股市中,涉足生物制药产业的上市公司共有67家,总销售额超过1亿元的不超过4家,过千万元的也只有十多家。全国基因工程药物总销售额不及美国甚至日本一家中等公司的年产值。从企业自身研发投入上看,多数跨国公司开发费都占其销售收入的10%以上,有的甚至高达30%。从筹资规模上看,欧美国家的风险投资机制较为完善,外国公司实行资本化运营,筹资能力较强。截至1997年,美国对生物技术的投资已超过500亿美元,而且还在以每年追加50亿美元的速率促进生物技术的发展,而我国总投入只在60亿元人民币左右,还不及国外大公司一个基因药物_年的销售收人。另外,无论是在销售网络的建设、运行机制和效率,还是在市场渠道的开发经验方面,国内制药企业都与国外公司存在较大差距。
2、饲料
2009年中国饲料产业实现工业总产值为4500亿元,较去年上涨5.7%。饲料产量达1.4亿吨,较去年上涨2.4%。2009年上半年饲料产量下降5.4%,全年呈现“V”走势。2010年4月上旬农业部数据显示,今年一季度我国饲料总产量达3030万吨,比去年同期增加了5.6%。 分析 预测,这一数字在第二、第三季度可能还会增加,而进入11、12月份增幅可能放缓。据预测,2010年全国饲料总产量有望比去年提高6个百分点。
3、保健品
据海关统计,2009年我国保健品累计进出口额达2亿美元,同比上升3.1%其中,出口额达8910万美元,同比增长2.2%;进口额达1.1亿美元,同比增长了3.9%。我国保健品主要出口地区仍是日本和美国,两国家从我国进口的保健品占我国保健品出口的六成以上。我国保健品对亚洲出口首次出现负增长,对北美和欧盟等传统市场出口继续保持增势。2009年中国保健品已出口到全球80个国家和地区,其中,出口增幅较的国家越南、加拿大、俄罗斯联邦和荷兰;出口下降较大的国家和地区为印度尼西亚、马来西亚、澳大利亚、韩国和香港。
预测2010年我国保健食品 行业 增速将超过20%,成为近年来增长最快的一年。
第三节 产品技术发展现状
目前,在美、英国,解决硒营养不足问题是服用硒酵母,这种硒酵母的制造方法,是把酵母放入含有亚硒酸钠的培养基中培养。
富硒酵母对于补充因缺硒而引起的一些疾病效果明显,另外酵母中有很丰富的营养成分,可以发挥协同作用。
提供一种高硒含量的富硒酵母及其生产方法。利用现代育种技术,通过筛选活动对无机硒有耐量的酵母菌种,然后在通过化学诱变技术,选育出硒含量高、生长速率快、产率高、对硒的利用率高的耐高硒的富硒酵母菌种。再通过优化的发酵工艺,获得高硒含量的富硒酵母产品,硒含量为1000-8000mg/kg。高硒含量的富硒酵母产品分为有活性和没有活性的两种。并针对这株菌种制订专门的生产工艺,生产出高硒含量的富硒酵母产品,硒含量为l000-8000mg/kg。
提供了一种富硒酿酒酵母Zl.2(SaccharomycescerevisiaeHansenZl.2),其已经于2005年10月25日在中国典型培养物保藏中心(CCTCC,武汉大学,邮编430072)进行了生物保藏,保藏编号为CCTCCM205124。它是通过亚硝基胍诱变在含硒的培养基上选育出来的。
提供了一种富硒酵母产品,其得自上述的富硒酿酒酵母,其中每kg富硒酵母产品中含硒l000-8000mg,其中有机硒含量占总硒的90-96.9重量%。
在优选实施方案中,每Kg的富硒酵母产品中含硒1000~3000mg。
在另一个优选实施方案中,富硒酵母产品中有机硒含量占总硒的93-96.9重量%。
在另一个优选实施方案中,富硒酵母产品的总硒中30-65重量%为硒蛋氨酸。
在另一个优选实施方案中,富硒酵母产品中的活酵母细胞率是80-95%。
提供了一种生产上述富硒酵母产品的方法,包括下列步骤:
(a)使的富硒酿酒酵母在含硒l0~300μg/ml的培养基中,于26-35℃的温度下进行发酵;
(b)将酵母发酵液干燥,即得富硒酵母产品。
在优选实施方案中,其中所述培养基中硒含量为lOOμg/ml。
在优选实施方案中,其中所述的发酵温度为30℃。
在优选实施方案中,其中所述的干燥是将酵母发酵液进行喷粉干燥或蒸汽压力滚筒干燥。
在优选实施方案中,其中所述的干燥是将酵母发酵液进行冷冻干燥。
主要特点有:
(1)使用的耐高硒的富硒酵母菌种耐硒性能稳定,生长速率快,对硒的利用率高,含硒高可以达到8000mg/kg,而以前的方法技术生产的富硒酵母硒含量在1000mg/kg以下,最高才到1600mg/kg。
(2)生产高硒含量的富硒酵母可以有活性,而以前的技术生产的富硒酵母大多是没有活性富硒酵母。
(3)生产的高硒含量的富硒酵母有机硒含量高,可以达到99重量%,其中硒蛋氨酸含量可占总硒的65重量%。
具体实施方式
1)将接种到不同浓度的含硒培养基中,筛选能够在高硒培养基中能够生长的菌种。挑选出耐硒的菌种作为诱变的菌种。
2)将耐硒的菌种接种到含有不同剂量的亚硝基胍的培养基上进行诱变。
3)将诱变的酵母菌株再进行分离筛选,利用摇瓶和小型发酵罐进行发酵选出在含有硒的培养基上硒含量高、生长速率快、产率高、对硒的利用率高的耐高硒的富硒酵母菌种,即为耐高硒的富硒酵母菌种。
4)筛选培养基配方
麦芽汁培养基含糖量5-25重量%,含硒(硒酸盐或亚硒酸盐)量10-300μg/ml,pH值为4~6.5。
5)筛选培养条件
温度26-35℃,搅拌培养18~48小时。
提供了一种富硒酵母产品,其得自上述的富硒酿酒酵母,其中每Kg富硒酵母产品中含硒1000~8000mg,优选含硒1000-3000mg;其中有机硒含量占总硒的90-96.9重量%,优选占总硒的93-96.9重量%;还优选的是,富硒酵母产品的总硒中30-65重量%为硒蛋氨酸,活酵母细胞率(活酵母细胞数目占总细胞数目的百分比)经平板染色计算为80-95%。
第四节 产品工艺特点或流程
1)斜面菌种培养:将耐高硒的富硒酵母菌种接种到含糖量为5~25重量%、硒(硒酸盐或亚硒酸盐)浓度为l0~300μg/ml、pH值为4~6.5的麦芽汁固体斜面上,在26~35℃培养24-48小时。
2)一级液体种子培养:将斜面的酵母菌种接种1~4环到装有l00~500ml的含糖量为5~25重量%、硒(硒酸盐或亚硒酸盐)浓度为10-3001μg/ml、pH值为4~.5的麦芽汁专用培养瓶中,在26-35℃培养24~48小时。
3)二级液体种子培养:将一级液体种子培养液接种到装有l0-40L的含糖(麦芽汁或糖蜜或麦芽汁和糖蜜的混合物)量为5~25重量%、硒(硒酸盐或亚硒酸盐)浓度为10-300μg/ml、pH值为4~6.5的卡氏培养瓶中,在26~35℃培养18~48小时。
4)发酵罐种子培养:将二级种子培养液接种到装有l-15m3的含糖(麦芽汁或糖蜜或麦芽汁和糖蜜的混合物)量为5-25重量%、硒(硒酸盐或亚硒酸盐)浓度为10~300μg/ml、补充适当的氮源和磷源、pH值为4~6.5的种子发酵罐中,在26-35℃培养l8-48小时。
5)发酵罐发酵培养:将发酵罐种子培养液接种到l5-180m3的含糖(淀粉水解糖或糖蜜或淀粉水解糖和糖蜜的混合物)量为5~25重量%、硒(硒酸盐或亚硒酸盐)浓度为10~300μg/ml、补充适当的氮源和磷源、pH值为4~6.5的发酵罐中,所用的营养源采用流加方式,硒分批次加入,在26-35℃培养l4-36小时。
6)分离:采用叠片式分离机分离,再用真空转鼓过滤或者用板框压滤。
7)干燥:采用60-140℃沸腾式干燥,干燥的产品具有活性;采用l00~180℃喷粉干燥或者用3-6Kpa的蒸汽压力滚筒干燥,干燥产品没有活性是粉状或小片状;也可以采用冷冻干燥法干燥。
8)包装:可以采用多种形式的包装成为高硒含量的富硒酵母产品。在发酵罐种子培养和发酵罐发酵培养中需要添加适量的氮源和磷源,氮源选自硫酸氨、碳酸氢铵、氨水、磷酸氨、磷酸氢氨和磷酸氢二氨,或是这些物质的组合。磷源为选自磷酸、磷酸氨、磷酸氢氨和磷酸氢二氨,或是这些物质的组合。
如果是连续的生产可以增加一级发酵罐二级种子发酵,发酵条件是:
将发酵罐种子培养液接种到15-180m3的含糖(淀粉水解糖或糖蜜或淀粉水解糖和糖蜜的混合物)量为5-25重量%、硒(硒酸盐或亚硒酸盐)浓度为10-300μg/ml、补充适当的氮源和磷源、pH值为4~6.5的二级种子发酵罐中,所用的营养源采用流加方式,硒分批次加入,在26~35℃培养l4-36小时。然后进行离心机或板框进行分离,在4~10℃储罐或冷库中保存,然后根据需要接种到发酵罐中再进行下一级培养。
通过上述方法即可生产出的富硒酵母产品,其中每kg富硒酵母产品中含硒1000-8000mg,优选含硒l000-3000mg;其中有机硒含量占总硒的90-99重量%,优选占总硒的93-99重量%;还优选的是,富硒酵母产品的总硒中30—65重量%为硒蛋氨酸,活酵母细胞率为80-95%。
第五节 国内外技术未来发展趋势 分析
利用生物具有转化性富硒能力,可将无机硒转化为有机硒。用这种富集法生产有机硒食品称为人工转化补硒营养食品。该类产品中的硒以类似天然食物的有机硒形式存在,如硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸,既可提高硒的生理活性与吸收率,又可降低其毒性,有利于机体吸收。更重要的是可利用富硒地区的硒资源优势和根据市场需求,有目的、有针对性地科学开发适销对路的系列富硒保健食品。
1、微生物富集法。主要有富硒酵母和富硒真菌。
①富硒酵母是将酵母菌放入无机硒(亚硒酸钠)的培养基中培养而制得。富硒酵母无毒,直接食用安全,生物利用率高,能有效地提高动物或人体体内的血硒水平,可作为一种硒营养添加剂,用于开发生产富硒保健食品。富硒酵母在保健食品生产方面有很高的应用价值,而且它具有比亚硒酸钠更高的生物活性和更高的食用安全性。如中科院高能物理 研究 所研制的含量在1000μg/g以上的硒酵母,有机硒含量在80%以上,蛋白质含量55.77%。
②富硒真菌主要是富硒食用菌,生产方法是在食用菌栽培基料中加入亚硒酸钠等无机硒添加剂。如中国农科院对药食两用价值的猴头菇进行硒富集力 研究 ,证明其能富集高量硒。山东医药 研究 所对富硒平菇的培养,生产出10-20μg/g和50-60μg/g两种富硒平菇,有机硒含量占99.40%-99.52%,可作为保健食品用于治疗癌症、克山病、大骨节病等。湖北恩施农科所生产的富硒蘑菇,有机硒含量在70μg/g,是生产富硒蘑菇多糖胶囊产品的理想原料。
2、植物转化法
①主要用施硒肥和喷硒气雾剂的方法使粮食作物、茶叶、蔬菜和水果等植物增加硒含量,是改善机体低硒状态的另一途径。我国4大富硒地区利用当地硒资源,人力开发富硒粮油、蔬菜、水果食品。如恩施的富硒玉米、富硒小麦、富硒大米、富硒魔芋、富硒茶、富硒天麻等已形成产业化生产格局。
②利用无机硒生产出富硒藻类等富硒海洋植物保健食品及添加剂。如山东某科技公司最新开发生产的富硒螺旋藻(有机硒含量≥3.3mg/100g),海藻硒化低聚糖(有机硒含量≥60mg/100g)等产品,填补了国内市场空白。
3、动物转化法
用含硒量较高的饲料饲喂动物,可生产富硒肉、蛋、奶、禽产品,如富硒蛋、富硒蜂蜜、富硒肉食制品。
4、利用高新技术研制开发富硒保健食品
如上海某公司研制的“硒旺胶囊”,经科学鉴定硒纳米粒子尺寸介于20-60nm之间;天津的“天马康必硒”是运用现代生物基因高新技术研制的功能食品。我国借助太空诱变技术,将天曲母菌经太空诱变制成的“富硒他汀”,是他汀与硒的有机复合体,这是我国开发有机硒药物防治心脑血管疾病的一项重大突破。
硒是一种具有副作用的营养素,安全范围较窄,因此在强化过程中必须注意硒的强化剂量,剂量必须以硒供给量标准为依据,制定出上下限的强化剂量。另外,硒的强化还存在技术方面的问题。硒具有高挥发性,热处理对其影响很大。如对谷物加热处理会损失20%的硒。在食品中若添加的硒浓度过高,硒成分会影响食品的感官质量,特别是食品的气味和颜色。因此解决这一技术难题将是未来硒发展的方向。
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