山东省第二批省级战略性新兴产业项目

1、山东省第二批战略性新兴产业项目年产量1000吨普鲁兰生物多糖项目。申请报告泰安瑞泰纤维素有限公司2011.05.16一、实施的必要性普鲁兰多糖是易溶于水、安全、无毒、可食用、低热量大的天然多糖，具有可塑性、成膜性、薄膜隔层性好，经常用作补色、保香、保存、抗氧化等包装材料。在医药、食品、化妆品、环境、农药等领域有广泛的应用。在自然界中，它被称为无污染塑料，因为它不会被微生物分解，造成环境污染。受疯牛病及伊斯兰国家习俗的影响，用胶囊囊材替代动物明胶的无动物免疫原性微生物多糖或植物多糖成为当前趋势。普鲁兰多糖不仅没有动物免疫原性，缓解和控制释放性好，可与纤维素一起用于胶囊制备，代替明胶。普鲁兰多糖的

2、应用与分子量直接相关。用于制造胶囊的普鲁兰多糖的分子量在30万Dal以上，作为血浆扩张剂的普鲁兰多糖分子量在5万Dal以下。用于糖尿病辅助治疗的普鲁兰多糖保健食品在10万Dal以下，因此，生产分子量等级的普鲁兰多糖可以大大扩大普鲁兰多糖的应用领域，提高产品的附加值。普鲁兰多糖还可以用作污水微生物絮凝剂、农业领域种子保护剂、蛋白质及药物稳定剂、建材保水剂等领域。普鲁兰多糖的生产及应用已有30多年的研究历史，日本高管公司早在20世纪70年代完成了普鲁兰糖的工业化生产，是目前世界上唯一的普鲁兰糖生产企业，一直垄断国际市场，年普鲁兰糖超过10000吨，在我国应用的普鲁兰糖也来自日本高管公司。与发达国家

3、相比，我国普鲁兰多糖的研究及应用状况比较落后，尚未看到有关规模化商品生产的报道。其中，普鲁兰糖发酵过程中分泌色素和底物糖的转化率低是限制普鲁兰糖工业化生产的关键。国内外很多科研机构很难同时解决这两个问题，因此普鲁兰堂产业化进程相当缓慢。但是近年来，随着普鲁兰糖应用研究的深入和应用领域的扩大，国内市场对普鲁兰糖的需求逐年增加，目前预计年需求量将超过5000吨，每年增长30%。医药行业预测，年需求将达到4000吨左右。西欧因风雨病的影响以及一些伊斯兰国家拒绝使用动物胶囊，使用植物胶囊代替动物胶囊是必然趋势，普鲁兰具有植物胶囊原料的天赋优势，我国每年用于准备胶囊的明胶消耗超过10000吨，因此市场前

4、景很好。作为农业大国，我国的糖类资源非常丰富，可以提供足够的原材料准备普鲁兰多糖。普鲁兰多糖的生产不仅可以打破日本高级职员公司的市场垄断，避免普鲁兰多糖原料与人纠缠的情况，还可以在经济方面带动我国医药包装材料、化工、生态环境保护、食品、农业等相关产业的发展。为此，泰安西泰纤维素有限公司提出申请省级战略新兴产业项目。1、按照国家工业计划的要求在我国十大第四次会议上通过的国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要指出：“要发挥我国特有的生物资源优势和技术优势，重点发展健康、农业、环境、能源材料等领域的重大需求，重点发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造。”实施生物产业专业工程，努力实现生物产业核心

5、技术和重要产品开发的新突破。健全市场准入制度，保护特有的生物资源，保障生物安全。我想该项目生产的产品符合2007年国家发展改革委员会公布的国家高技术产业化“十一五”规划的要求，提到：“要发展重点生物产业领域和重大专业中的生物量工程。”推进具有重要经济价值和社会意义的完全可降解塑料、糖工程产品，实现对石油化工产品的部分替代。我想该项目在“11-5”国家科学技术支持计划重点项目“生命技术产品试验和规模化生产辅助技术及工艺研究和示范”课题中，符合糖的发酵和分离精制关键技术。普鲁兰生物多糖项目的研究和开发是贯彻国家高新技术产业化发展生物工程师领域的有效措施，符合国家产业政策的要求。2、有利于环境保护普

6、鲁兰多糖是比较理想的水处理混凝剂。目前，在日本等发达国家，该氟多糖应用于高浊度水净化处理、城市污水一级强化处理及MSG生产中的废水处理，形成了完善的工艺和技术。废水中的投入量为2mg/L，取得了良好的效果。另外，用普鲁兰多糖加工的薄膜和纤维物质被微生物完全分解，对环境的影响小，环保的材料。3、节能降耗，实现可持续发展本项目在色素分离方面直接加热冷凝色素新技术，减少活性炭色素损失，在多糖提取方面采用超滤浓缩、喷雾干燥等新技术，对改变目前通用的酒精多糖沉淀方法起到示范作用，随着这种新技术的推广，可以起到节能降耗作用，满足我国走可持续发展道路的必要条件。超滤浓缩技术可以获得不同分子量等级的普鲁兰多糖

7、，从而最大限度地提高普鲁兰多糖产品的附加值，提高企业产品的市场竞争力。4、产业政策分析国家发展和改革委员会将第40号产业结构调整指导目录(2005年本)鼓励类、第9款化工第6条“新型生化产品、专用精细化学品、膜材料生产”列入奖励项目。因此，这个项目的建设符合国家产业政策。5、普鲁兰多糖的主要应用领域随着社会的发展和生活质量的提高人们对食品原料特别是食品添加剂提出了更高的要求来自植物的多糖，包括淀粉、纤维素、其衍生物和阿拉伯胶、果胶、琼脂、微生物发酵多糖(如普鲁兰糖、黄原胶、果冻等)，在食品行业得到广泛应用。微生物发酵多糖在质量管理和生产规模方面比植物多糖有更多的优点，因此最近食品工业领域微生物

8、发酵多糖的应用研究得到了快速发展。2006年5月，国家卫生部第8号公告将普鲁兰糖列为4种新食品添加剂之一，可用作糖果、巧克力涂层、薄膜、复合调味品、水果和蔬菜汁饮料的驱虫剂和增稠剂。这将大大促进普鲁兰糖在食品研究中的应用。5.1用于农产品保存中国每年蔬菜产量3亿吨，水果产量超过1000万吨，位于世界前列，是国民经济的支柱产业之一。但是，新鲜产业落后，水果和蔬菜的年损失率约为25% 130%，相当于人民币750亿韩元。可以广泛应用于水果、蔬菜、鸡蛋等农产品的保鲜。使用普鲁兰多糖膜可以有效地防止水分、氧气、氮、二氧化碳等气体在水果和蔬菜内外交换，抑制水果和蔬菜的呼吸作用，有效地减少水果和蔬菜营养成

9、分的损失。例如，普鲁兰多糖丙酸醋溶液喷洒在冷冻干燥的蔬菜上，不使用防潮袋，可保存5个月，颜色和形状变化少，烹饪后保持新鲜味道。(David aser，Northern Exposure，Northern Exposure)在花生、核桃、杏仁、豆类、干鱼、蛤蜊、干薯条、萝卜等富含油的水果上，在表面撒上非常薄的普鲁兰多糖膜，可以防止氧化作用。5.2用于食品加工业普鲁兰糖是一种有希望提高食品加工性能和质量的食品工业多糖，对食品工业安全可靠。可以用作糖尿病和肥胖患者的低热量食品，也可以单独用作健康食品。与双皮菌生物菌剂配合，可以发挥协同作用，达到更好的保健效果。普鲁兰糖对食品的加工保存产生了低热量股票

10、、零食或饮料原料，对提高食品质量，食品成型有很大影响。制作柔软的口香糖时，需要添加提高质量的胶体物质，其中普鲁兰糖(1%-4%)比其他胶体的应用效果更好。添加普鲁兰糖可以保持适当的可扩展性，制作时不会产生裂纹，具有适当的硬度，可咀嚼，香气保持长，储存好，咀嚼时口感好。单独使用普鲁兰糖可以制作咀嚼糖，而无需添加其他胶水。普鲁兰糖的水溶性和粘度低，可以用作乳化剂，乳化稳定性高，给食品适当的粘度。在冰淇淋、巧克力产品中添加普鲁兰糖，表面有光泽，光滑，味道好，味道适中，味道也很好。果汁型饮料，碳酸型饮料中加入少量普鲁兰糖，适度浓，口感光滑，清爽，分散性能好，稳定。5.3在包装行业中的应用普鲁兰多糖具有

11、良好的成膜性，质量分数为10%的普鲁兰多糖水溶液，通过干燥或热压可以制成厚度为0.01毫米的薄膜，普鲁兰膜的物理性能为内藏力400千克/cm2，比PVDC优越，渗透率大，达到14100千克/cm2。普鲁兰膜具有连续制作卷轴的机械适应性，最大的特点是可食性，放入水中后迅速溶解，在高温和低温下均保持稳定。耐油性(不溶于油)、耐有机溶剂性(不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂)、印刷适应性、抗电荷性、防毒性、保香性能也很好。含有适当水分的时候有很强的粘合性。这种薄膜透明，无色，无味，无毒，韧性高，耐油，可食用，可食品包装。其光泽、强度、抗折性都比用固体淀粉制成的薄膜好。普鲁兰多糖用当前使用的各种包装材料和多层

12、材料加工，可以提高包装材料的性能，如减少膜层数、减少复合膜厚度、增加透明度、减少透气性、增加强度等。将普鲁兰多糖涂在纸上制成的耐油纸，热封性好，防止虫蛀，保鲜，废弃后易于回收利用。可用于甜甜圈、薯片、饼干、食用油、奶酪、人造黄油等包装。5.4适用于制药包装材料近年来，受疯牛病及伊斯兰国家习俗的影响，无动物免疫原性的微生物多糖或植物多糖用胶囊囊材替代动物明胶是当前的趋势。普鲁兰多糖不仅没有动物免疫原性，缓解和控制释放性好，可与纤维素一起用于药用胶囊的制备，代替明胶。5.5在其他领域的应用在医药行业，可用于制造流入剂、非结晶药物、止血剂、血浆增量剂、X射线透视造影剂、毒素、疫苗和伤口缝线。人工器官

13、和抗凝医疗材料等。化妆品行业可用于制造粉、洗发水、化妆水、面膜、皮肤保护剂、头发定型剂等。在其他行业，可以用作种子涂层。颗粒肥料、杀虫剂、照相材料；光敏电阻薄膜、保护膜和导电裴秀智；香烟粘合剂，干电池的阴极隔离层等。另外，普鲁兰多糖在烟草制造业、农业种子保护等领域也有广泛的应用。6、产品市场分析普鲁兰糖是国际上新开发的新型多糖，市场需求良好，正在逐步扩大生产。近年来，利用生物技术开发的新产品微生物多糖具有安全、无毒、理化性质等优良特性，特别受到食品专家的关注。世界微生物多糖的年产量增加量均在10%以上。包括普鲁兰糖在内的一些新型微生物多糖的年增加量均在30%以上，已用作乳化剂。包括普鲁兰糖在内

14、的多种性能、多种应用领域的新型微生物多糖将成为今后新型发酵工程的重要发展方向，受到国内企业的重视。国内企业如果能在原黄原桥发酵生产技术和设备的基础上生产普鲁兰糖，在产品技术、成本、市场销售等方面都很有利。也就是说，国内黄原教生产商将开发生产普鲁兰糖，在国内、海外市场竞争中更具优势。我国目前每年进口海外进口(主要是日本高管公司)5，000吨普鲁兰多糖，价格在30万/吨左右，主要用于化妆品产业。根据卫生部2006年第8号公告，批准普鲁兰多糖可用作食品添加剂的新品种，普鲁兰多糖在食品中得到广泛应用。医药包装材料、环境保护、化妆品、化工、农业等行业的普及应用不断展开，需求旺盛。仅一个医药包装材料胶囊，

15、我国每年用于胶囊准备的明胶消耗量就超过10，000吨，根据明胶的20%，被普鲁兰多糖替代，年需求量将在2000吨左右，目前国内已成功应用了很多药用胶囊工厂，但产量有限，无法满足市场需求，市场前景广阔。作为第三代微生物絮凝剂，聚丙烯酰胺等高分子有机絮凝剂，在绿色污水处理中，年需求量超过3000吨，显示出广泛的应用前景。保守估计，国内年需求超过6000吨。日本高管公司长期垄断普鲁兰多糖，价格高，影响了该多糖的广泛应用。国内也有生产报道的企业，但由于质量等问题，不能在市场上占有一席之地。因此，越快进入市场，就越能以价格优势尽快占领国内部分市场，获得更大的经济利益。因此，预计该产品市场前景看好。二、技

16、术基础本项目通过紫外线引诱法及紫外线联合EB法引诱菌种，获得了色素分泌少、产量高、遗传性稳定的突变菌。通过优化发酵培养基组成，确定最佳培养基配方，创新地在培养基中添加促进多糖分泌的化合物，同时抑制色素分泌，添加该化合物后，普鲁兰多糖产量增加了20%以上。研究了突变菌株的生长规律、发酵过程中溶解氧及pH等影响因素，确定了优良的培养条件，得到了高产低色素分泌的普鲁兰多糖发酵生产工艺。利用色素絮凝、超滤浓缩、喷雾干燥工艺，制备分子量不同的无定性纤维素的普鲁兰糖。公司目前建立了300L发酵罐发酵48小时，产量及底糖转化率分别为65g/L和65%的试制生产线。产品各项指标符合国家标准，部分规格的产品质量

17、达到或优于日本高级职员公司的质量标准，该项目研究水平目前处于国内领先水平。1、本项目的创新主要体现在以下几个方面：(1)通过紫外线及紫外线联合EB吸引，获得了产量大幅度增加、色素分泌少的突变菌株，通过遗传稳定性实验，证明了该突变菌株的遗传特性是稳定的。(2)发酵条件，优化培养基成分，特别是在培养基中加入化合物，使多糖产量提高20%以上，抑制发酵过程中色素的分泌。(3)利用加热色素絮凝法处理发酵过程中产生的少量色素，色素从原来的五分之一减少到十分之一。利用超滤浓缩技术，根据分子量分级纯化普鲁兰多糖。该技术不仅可以实现普鲁兰多糖分子量的分级，还可以去除普鲁兰多糖发酵液中的一些杂质，更重要的是，可以浓缩糖液，为普鲁兰多糖的后期提取节省大量能源。(4)喷雾干燥技术获得了无定形粉末普鲁兰多糖，产品溶解性好。目前多糖提取一般采用酒精沉淀法，回收酒精需要消耗大量能源，喷雾干燥技术节约能源，对多糖制备工业区进行了示范效果。2、本项目技术、产品和国内外同类技术、产品比较：普鲁兰多糖自20世纪40年代被发现以来，欧美、日本先后发表了很多研究报告，20世纪70年代日本完成了该产品的试点生产，