辅酶Q10研究现状、市场和应用

.../辅酶Q10研究现状及应用新疆阜丰生物科技有限公司目录TOC\o"1-3"\u摘要2关键词2前言21中国辅酶Q10行业发展概述31.1产品定义31.2辅酶Q10的市场基本特点41.3辅酶Q10的市场分类41.3.1辅酶Q10的药物治疗作用41.3.2辅酶Q10的保健作用51.3.3辅酶Q10的使用推荐量及安全性52生产工艺现状62.1生物提取法62.1.1醇一碱皂化制造法。62.1.2醇一醚混合提取法62.2化学合成法62.2.1侧链直接引入法62.2.2侧链延长法72.3微生物发酵提取法73我过辅酶Q10的发展概况83.1我国该产品总体市场发展现状83.2产品市场发展中存在的问题83.2.1技术问题83.2.2生产成本问题83.3我国辅酶Q10整体市场规模93辅酶Q10的市场及应用93.1品牌市场结构103.2辅酶Q10在医学上的应用113.3辅酶Q10在化妆品方面的应用123.4辅酶Q10在保健品和功能食品方面的应用124我国该产品长期市场发展的策略12参考文献 13辅酶Q10研究现状及应用张健健,冯世红,唐永强,郭英熙新疆阜丰生物科技有限公司新疆乌鲁木齐831302摘要：辅酶Q10为黄色或浅黄色结晶粉末,是一种脂溶性醌类化台物,由于在人体器官中的存在以及在生理等方面的重要功能,因此又叫维生素Q或维生素辅酶Q10。辅酶Q10已被证实具有抗氧化和清除自由基,抗肿瘤和提高人体免疫力,缓解疲劳和提高运动能力,防老抗衰以及保护心血管等多种保健功效。辅酶Q10是食品、药品、化妆品等工业的重要原料[1]。本文对辅酶Q10的理化性质、生产工艺、研究现状、市场应用、行业发展与前景等方面的研究作简要综述。关键词：辅酶Q10；抗氧化；应用前言辅酶Q10〔CoenzymeQ10,是一种存在于自然界的脂溶性醌类化合物,其结构与维生素K、维生素E与质体醌相似。在人类身体细胞内参与能量制造及活化,是预防动脉硬化形成最有效的抗氧化成份。普遍存在于各类生物体中,它是生物体内重要的呼吸连电子递氢体,能可逆地进行氧化还原反应,是细胞代谢激活剂,能激活人体细胞和细胞能量的营养,具有提高人体免疫力、增强抗氧化、延缓衰老和增强人体活力等功能,医学上广泛用于心血管系统疾病,国内外广泛将其用于功能食品、药品、减肥用品和化妆品中,目前是一种广泛使用的非处方药。辅酶Q10在临床上主要用于治疗心血管病,除治疗心血管病以外,近年来,辅酶Q10日益成为人们生活中常见的保健及食品添加剂,市场需求不断增长。随着辅酶Q10生物学等方面的功能不断被揭示,国内外近几年来相继对其医学价值和临床应用等方面进行了大量研究,并显示了较好的临床应用效果和前景。辅酶Q10是细胞自身产生的天然抗氧剂,并能提高有机体的免疫力,也是细胞代谢的激活剂,临床上已作为一种重要的生物化学药物广泛用于乙肝、肿瘤、艾滋病和帕金森等病也有显著的辅助疗效。此外,作为一种抗氧化剂它也被广泛的应用于化妆品和保健品中,具有延缓皮肤衰老作用,及其他用途。由于它对人体无毒被广泛的应用于功能性食品中[2]。随着对它的研究的深入其用量将越来越大。因此,它是一个很有市场前景的产品。日本是世界上最先掌握辅酶Q10生产技术的国家<无论是化学合成法还是发酵法都以日本人的技术最为先进>,日本人大量从中国低价进口低含量的初品茄呢醇,经加工提纯后生产辅酶Q10,再以高价销往中国等其它国家。辅酶Q10的消费市场主要集中在美国、日本、西欧以及澳大利亚。日本厚生省在20XX将辅酶Q10批准作为食品添加剂正式用于饮料、糖果、糕点、乳酪、酸奶中。美国FDA在20XX发出批文,正式将辅酶Q10作为食品添加剂应用到食品生产中,并且在20XX9月批准将液体辅酶Q10作为食品添加剂。目前,辅酶Q10在美国市场上销售增长率为15%～20%,辅酶Q10作为一种非处方药和功能性食品在超市、食品连锁店和药店自由出售,至20XX,美国已成为发达国家中最主要的CoQ10消费国。20XX美国共计开发上市的257种含有CoQ10的新产品中,保健食品有69种。美国已继日本之后成为消耗CoQ10最多的西方国家,欧洲也是辅酶Q10重要的消费市场。1中国辅酶Q10行业发展概述1.1产品定义辅酶Q10是一种脂溶性醌类化合物。与线粒体内膜相结合,在呼吸链中是一个辅酶,起载体作用；另外,其醌式及侧链异戊烯基结构等特点,使它在呼吸链中成为重要递氢体,细胞能量生成要素,并具有抗氧化和控制细胞内氧气的流动等性能,发挥重要的生理功能。其分子式泛醌分子中含有一个由多个异戊二烯单位组成的、与对苯醌母核相连的侧链,该侧链的长度根据泛醌的来源而有不同,一般含有n=6–10个异戊二烯单位。分子是为：1.2辅酶Q10的市场基本特点目前,产品处于供不应求的状态,市场需求大于产量,生产企业产能也在逐年递增。产业区域分布具有一定的集中度,主要集中在上海、XX、XX、XX、XX及XX等地区。企业集约生产模式迅速扩大,大公司不断出现,产业化程度迅速提高。随着近几年医药、保健品等需求迅猛发展,人们对辅酶Q10的认识逐渐加深,它的利用范围也逐渐扩大,所以它的销售空间有着巨大的发展潜力。1.3辅酶Q10的市场分类1.3.1辅酶Q10的药物治疗作用目前,辅酶Q10在临床上主要用于治疗心血管病。除治疗心血管病以外,辅酶Q10还用于治疗牙周病、偏头痛、帕金森氏病、肾衰竭、阿尔滋海默症、运动能力下降、乳癌、慢性阻塞性肺炎、艾滋病〔辅助治疗、不育〔男性、胰岛素抵抗综合症〔X综合症、肺癌、肌肉萎缩、前列腺癌等。人们按照研究结果所显示的辅酶Q10的治疗效果,将可以用辅酶Q10治疗〔或辅助治疗的疾病分成显著改善、一定改善和轻微改善等3类；1.3.2辅酶Q10的保健作用第一,清除自由基和抗氧化功能[3]第二,增强人体免疫力和抗肿瘤功能第三,提高运动能力第四,抗衰老作用1.3.3辅酶Q10的使用推荐量及安全性对维持健康推荐的每日剂量为30mg,在治疗各种疾病中需要相当高的量。辅酶Q10应与含有脂肪的膳食一起服用,甚至与豆油或植物油结合,这可增加它的吸收。2生产工艺现状2.1生物提取法2.1.1醇一碱皂化制造法该工艺辅酶Q10的收率为60.9mg／kg新鲜猪心,这是国内普遍采用的提取工艺。在乙醇存在时,长时间皂化可能导致辅酶Q10环上的甲氧基与乙醇中的乙氧基换位,生成单或双乙氧基衍生物,为避免杂质的生成,可以使用KOH代替氢氧化钠和甲醇皂化。但必须加入焦性没石子酸,否则辅酶Q10将在皂化过程中全部被破坏。加入量占起始湿原料的6％,皂化过程中可通氮气。2.1.2醇一醚混合提取法该工艺操作同醇一碱皂化制造法基本相似,只是省去了皂化反应。在上述两种方法中醇一碱皂化制造法对辅酶Q10的提纯较为迅速、完全,且易于纯化,但需要消耗大量的焦性没石子酸,在皂化过程中产生乙氧基衍生物。醇—醚混合提取法的收率不如皂化法,但可以省去焦性没石子酸,不会产生乙氧基衍生物[4]。2.2化学合成法2.2.1侧链直接引入法1959年RueggR等报道了用该方法合成辅酶Q10,但得到的辅酶Q10产品是外消旋体,具有顺反异构混合物存在,对后续分离过程要求极高且使得生产操作复杂,制约辅酶Q10的成本；并且整个生产过程产率低下只有20%。1979年NarutaY等报道了以异戊二烯部分为底物,并以BF3OEt作催化剂,在低温条件下,成功的合成了辅酶Q10,但产率依然较低,以异戊二烯计算也只有51%。这两条合成路线的共同点就是,利用聚异戊二烯体与母核发生化学反应生来成辅酶Q10的,产率都较低。我国是茄尼醇生产能力较大的国家,可以充分补给化学合成辅酶Q10所需的原料。因此开发出一条高产率、操作简单的化学合成工艺,将会影响与改变全世界辅酶Q10市场格局。2.2.2侧链延长法侧链延长法顾名思义是辅酶Q10的醒结构上延长异戊二烯侧链的方法。1978年,TeraoS利用辅酶Q合成辅酶Q10,在技术上实现了辅酶Q10的合成,但在经济上没有竞争力。因为所需要的底物辅酶Q价格昂贵,生产出来的辅酶Q10成本大大高于其它生产的方法,所以此路线仅仅只停留在研究阶段,不具备工业化应用的价值。八年之后MohriM小组在对TeraoS的合成方法作了大量研究的基础上,成功的优化了该合成路线,使辅酶Q10的生产产率提高到86%。以上两种方法,都是在母核上增加一个异戊二烯,再增加一个由茄尼醇制得的化合物。如对此合成方法,再深入的研究有望,可以开发出一条新的工业化途径。2.3微生物发酵提取法1977年实现了微生物发酵法生产辅酶Q10。这种生产工艺被认为是最有前途的合成工艺,近几年来微生物发酵法成为国内外开发的热点。红极毛杆菌、脱氮极毛杆菌,甲烷微环菌等是生产辅酶Q10的主要菌种。微生物发酵法作为近些年发展起来的新的生物技术,因为它能避免天然提取和化学合成法的缺点,是很有发展产途的新技术。微生物法工业化生产主要条件是有稳定的规模化生产工艺和高产菌种,同时要有现代的分离技术。它能避免天然提取和化学合成法的缺点,是很有发展产途的新技术。微生物法实现工业化生产的主要条件是有稳定的规模化生产工艺和高产菌种,同时要有现代的分离技术发酵法已取得了相当程度的进展。如制备出富含辅酶Q10的菌液,为酵母菌含量的10倍,牛肝的100倍。另外,由于国外已采用全新的分离技术设备,产品纯度可达99％以上。微生物发酵法具有原料来源丰富、反应条件温和、产品生物活性好等优点而成为最有发展潜力的工艺方法。在辅酶Q10的四种生产方法中,提取法和植物细胞培养法都不适合大规模生产。随着基因工程菌株的构建发酵法也逐步成为辅酶Q10的主要生产方法,但是发酵液中辅酶Q10的含量较低,分离成本比较高,环境污染严重。3我过辅酶Q10的发展概况3.1我国该产品总体市场发展现状我国目前对于辅酶Q10产品的用途的开发力度不够,近几年来,世界医药界正在不断拓展辅酶Q10产品的新剂型和新用途。由于辅酶Q10我国的研究比较晚,并且主要用于医疗领域,而在保健食品中的应用则刚刚起步,20XX9月25日国家食品药品监督管理局出台了《以辅酶Q10为原料生产的保健食品申报与审评规定<征求意见稿>》,辅酶Q10才逐渐开始广泛应用于保健食品。辅酶Q10在食品方面的应用和研究在国内还属于新兴的产业,由于其合成工艺技术难度高,国内生产企业的生产规模和产品质量都远不能满足市场需求,因此有2/3的辅酶Q10原料依赖进口。20XX辅酶Q10行业销售收入为20.85亿元,较20XX相比增长20.64%。为了更好地适应市场,辅酶Q10生产企业不断创新,调整产品结构,以满足应用的需求。3.2产品市场发展中存在的问题3.2.1技术问题在我国,大部分企业生产辅酶Q10使用的都是化学合成法,因此,化学合成法是目前我国研究的热点。化学合成法的合成路线主要有全化学合成法和半化学合成法。全化学合成法是指不以来自烟草的茄尼醇为原料,完全通过化学方法获得辅酶Q10的合成方法,但该法现在工艺还不够成熟,难以实现大规模工业化生产。3.2.2生产成本问题就目前我国普遍采用的化学合成法生产辅酶Q10生产工艺来看,这种合成工艺的生产成本较高,再加上我国出口价格较低,这就使当前我国辅酶Q10生产企业陷入进退两难境地的根源,出口利润渐缩。因为,当今日本是辅酶Q10的最大生产国和供应商,目前我国还未能掌握其最先进的生产工艺,我国仍停留在较旧的生产工艺水平,发酵法生产工艺还不够成熟。3.3我国辅酶Q10整体市场规模20XX,我国辅酶Q10行业共完成全年销售收入20.8亿元,工业总产值达21.6亿元。自20XX以来的增长速度如下：3辅酶Q10的市场及应用随着人们对辅酶Q10的认识和熟悉,辅酶Q10产品作为药物,保健品,食品添加剂,化妆品等有着广阔的市场。目前国内市场上用于制成医药占据的比例较大,约为40.6%。3.1品牌市场结构我国的辅酶Q10行业跟其它行业一样,走过了从代理到自主开发制造的路子。国际先进的辅酶Q10产品制造商像三菱天然气化工、旭化成化工、日清制粉、协和发酵株式会社等公司,都对国内辅酶Q10行业的发展产生了深远影响。国内的公司也通过消化吸收国际领先水平的大公司技术、产品,从中产生出自有品牌。如：XX医药股份有限公司、XX仙乐制药有限公司、华北制药股份有限公司等,本土产品正逐渐替代进口产品争夺市场。其他企业北京东方红航天生物技术股份有限公司、XX长兴科技保健品有限公司、博辉生物药业〔XX有限公司、XX中生生物科技有限公司、XX迈特生物工程有限公司、XX健坤生物药业有限公司、XX万嘉医药科技有限公司。主要出口企业有：3.2辅酶Q10在医学上的应用抗心肌缺血作用,心肌缺血时会使心肌细胞呼吸所需的氧及原料大大降低,从而导致细胞呼吸能力下降,导致ATP水平下降,从而降低心肌的收缩能力。辅酶Q10由于具有改善细胞呼吸及保护线粒体的功能。因此在病人摄入辅酶Q10后,能够起到促进细胞呼吸作用,增加ATP水平,促进心肌收缩能力,维持心肌含血水平,为日后心肌功能的恢复创造一个良好的条件。辅酶Q10又被人称为"心脏加油器"。服用辅酶Q10后,可以使病人每次的脉搏容量有明显的增加,大大提高每次心脏血液搏出的水平,间接地提高供给身体组织所需的能量,使病人体力充沛,增强免疫能力,缩短康复时间。辅酶Q10具有免疫调节功能,及时对抗原致病因子产生应激反应,可以增强吞噬细胞的吞噬能力,从而可用于治疗慢性肝炎。研究发现辅酶Q10可清除脑细胞中的自由基,减少由于乙脑病毒引起的活性氧自由基对大脑的损伤,一定程度上能够修复大脑组织,从而可以减少服用其他具有副作用药物的用量[5]。研究显示,当皮肤长期受到强紫外照射及化学物质氧化时,会导致皮肤的自我修复系统失衡,从而造成不可逆的损伤。研究发现,在被损伤后的皮肤中具有极高的活性氧自由基,这个现象与皮肤细胞内辅酶Q10的大量减少有关。在补充外源性辅酶Q10后,可检测到活性氧自由基水平大大下降,从而使减少了皮肤内胶原蛋白的降解。因此,辅酶Q10可以起到保护及治疗皮肤性疾病的作用。3.3辅酶Q10在化妆品方面的应用辅酶Q10作为一种天然的抗氧化剂,可以清除自由基,延缓皮肤衰老,近年来已较多的应用于化妆品中。部分化妆品产家将辅酶Q10添加到眼霜中;还有的用于紧致、美白皮肤的化妆品中。研究者发现辅酶Q10能有效的激发细胞活性,改善肤质;并且安全无副作用,可调配成各种乳液和膏霜等。3.4辅酶Q10在保健品和功能食品方面的应用由于辅酶Q10具有提高免疫力和激活细胞代谢的功能,在20世纪90年代中期,研究工作者成功的把辅酶Q10添加到了保健品和功能食品,来提高亚健康人群的生活质量。辅酶Q10在人体内的水平,间接体现了一个人的健康水平。研究发现当人体内辅酶Q10含量减少25%时,各种疾病发生的几率大大升高,而补充足够的辅酶Q10则可使人体的各项生理功能得到恢复保持,并能延缓衰老。随着人们对辅酶Q10认可度的逐渐上升及生活水平的升高,越来越多的消费者渴望辅酶Q10添加到更多的产品种类中。研究工作者也加快了开发新产品的步伐,目前已在牙膏中添加辅酶Q10可预防牙酿炎及牙周病等;向功能性饮料中添加辅酶Q10来缓解疲劳、改善肌肉状况、提高运动能力[6]。4我国辅酶Q10长期市场发展的策略随着我国食品、医药、化妆品、保健品等行业的快速扩大,辅酶Q10产品成为该行业的一个大的增长亮点。国内国外品牌竞争的加剧,也加速了整个辅酶Q10行业的发展。我国的辅酶Q10生产企业在中长期中需要实时与世界接轨,才能保证市场竞争力的优势,不被国际企业挤出市场。在生产技术中,我国的辅酶Q10企业大部分还是采取落后的生产方式。这些生产方式成本高,产量低,不利于企业控制成本,使得企业在价格和质量上均无法形成有效的竞争力。因此,在未来中长期发展中,我国的辅酶Q10生产企业应该在生产技术中努力跟随国际发展趋势,以降低成本为主要目的,才能在市场中站稳脚跟。目前,就我国现阶段市场发展特点来看,我国辅酶Q10行业中长期市场策略可以参照以下两方面：第一,对于辅酶Q10生产企业来说,随着食品、医药、化妆品、保健品等行业的快速发展,辅酶Q10的应用越来越广泛,需求量越来越大。企业生产的产品应该具备成本逐年下降的优势。第二,对于辅酶Q10渠道商来说,选择产品的决策直接影响着企业的未来。现如今的消费用户对产品的需求不再一味的追求价格低廉,而是更注重产品的质量,因此说,既要选择产品质量高,也要有一定的品牌知名度的产品。与此同时,还要关注所选产品的价格体系是否合理,与市场上同档次竞品相比,得出进货价