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天然脫落酸生物工程生產技術
（國際水平、國內空白、成本最低）
我公司科研人員通過近八年時間的科研攻關，在中國率先突破了脫落酸規(guī)模生產的瓶頸——生物工程發(fā)酵法低成本大規(guī)模生產高純度脫落酸，使脫落酸在中國的農業(yè)應用成為了可能。更令人欣慰的是，我公司開發(fā)的脫落酸是和植物體內一模一樣的天然型脫落酸，也就是S型脫落酸（S-ABA），具有旋光性，其活性遠高于用化學合成法生產的消旋產物。
一、天然脫落酸生產技術特點
1、產量高：發(fā)酵產量2.3g/kg~4.6g/kg（實驗室水平達到8.1g/kg），脫落酸純品產量可達1.7g/kg~3.4g/kg，生產周期短，居國內外之首。
2、成本低：用本工藝生產天然脫落酸成本低廉，是目前國內外唯一可將天然脫落酸純品（純度>98%）生產成本降至每公斤2萬元以下的工藝方案，可迅速以低價搶占市場，率先實現脫落酸的大規(guī)模應用。
3、工藝成熟度高：已經完成中試實驗，并已通過省級科技成果鑒定。工藝結果穩(wěn)定，僅需3個月內即可完成車間設計改造和投料生產。
4、質量控制方法先進：本公司發(fā)明的極具創(chuàng)造性的M氏顯色法檢測技術，對生產過程中的質量控制極具意義，鑒定過程非常方便快捷，是國內外唯一的脫落酸低成本快速檢測技術。
5、原輔料來源廣泛，價格低廉，且不需要過于特殊的儀器設備，一次性投資成本低，便于工業(yè)化推廣應用。
6、市場廣闊：僅國內的市場潛在需求即以百億計，國際市場更不可估量。
7、生產技術壟斷：國際上只有日本和美國可以小規(guī)模生產，但因為成本居高不下，造成國際脫落酸價格是黃金價格的百倍；國內目前僅有兩家企業(yè)擁有脫落酸生產技術，且工藝水平比本項目落后許多，與本項目相比較沒有任何優(yōu)勢。
8、技術壟斷保障下的市場壟斷：本項目至少可以保證投產后五年以內國際上沒有更有競爭力的技術工藝出現（我們掌握國際領先的脫落酸產生菌種高通量篩選方法，即使如此，至少需要5年的時間才可能篩選出與本項目媲美的高產菌種）。
二、項目合作方式
本項目將以技術轉讓的方式進行合作。
技術轉讓金額：
國內技術轉移：人民幣350萬元以上；
國際技術轉移：60萬美元以上。
三、天然型脫落酸的理化性質、用途和生產方法
1. 理化性質
脫落酸（Abscisic Acid，ABA）是一重要的植物激素，〖化學名為3-甲基-5-(1’-羥基-4’-氧代-2’，6’，6’-三甲基-2-環(huán)己烯-1’-烴基)-2-順式，4-反式-戌二烯酸。天然脫落酸是右旋體，熔點160~161℃，紫外吸收光譜與溶液pH值有關，在酸性乙醇中最大吸收峰為262nm。旋光度[α]D=395~410°（乙醇）〗
2. 主要用途
天然脫落酸（（＋）－cis, trans Abscisic acid, ABA）與生長素、乙烯、赤霉素、細胞分裂素并列為植物五大類激素，在植物生長發(fā)育中起多方面作用。脫落酸被譽為“植物偉哥”。
ABA在農業(yè)、林業(yè)等領域有著廣泛的應用，歸納起來主要有以下幾個方面：
1、促進種子、果實的儲藏物質，特別是儲藏蛋白和糖份的積累，為農作物種子的萌發(fā)積蓄營養(yǎng)。在種子和果實發(fā)育早期外施ABA，可以達到大大提高糧食作物和果樹產量的目的。
2、ABA是一種種子萌發(fā)的完全可逆的有效抑制劑，用其極低濃度的水溶液對植物種子特別是附加值較高的經濟作物種子實施簡單處理后有利于種子的長期儲存，從而避免了由于儲存條件不當引起的種子過早發(fā)芽和霉變，效果顯著。而且經簡單淋洗后種子發(fā)芽能力可立即完全恢復，無毒不污染環(huán)境。
3、提高作物抗寒防凍的能力，用于幫助農作物及經濟作物抵抗早春期間的低溫凍害以及培育新的抗寒力強的作物品種。美國和歐盟的許多國家廣泛將其應用于防止高檔草坪如高爾夫球場草坪的凍害。
4、可以顯著提高植物的抗旱力和耐鹽堿能力，有助于充分利用由于自然環(huán)境變化與大量化肥長期使用所造成的日益干旱和沙漠化鹽堿化的退化耕地。在開發(fā)利用中低產田以及植樹造林等農林領域有極高的應用價值。
5、ABA還有控制花芽分化，調節(jié)花期，促進生根的作用，因此在花卉種植領域可廣泛應用于延長花卉開放時間以及鮮切花的保鮮等。
因此，脫落酸的應用前景極為廣闊，將為投資方帶來數以億計的直接和間接的經濟效益。
3. 生產方法
ABA盡管在植物中廣泛分布，但其含量非常低，如在山楊芽中ABA含量僅為82ng/g，且其分離提取方法步驟復雜，多用有機溶劑粗提得粗提液，再經纖維素薄層層析，硅膠層析，LH-2柱層析或scp-pak柱層析及反相高效液相色譜純化，故很難用直接提取法制造大量ABA。
目前化學合成法是生產ABA的主要方法。ABA的化學合成多以芷香酮為起始原料，經多步反應才制得外消旋ABA，天然產品ABA為其右旋體(+)-ABA，研究表明天然ABA與外消旋ABA在生理作用上存在一定差別，如右旋(+)-ABA可完全抑制Pharbitis nil形成花芽，而消旋ABA即使在高濃度下也不出現花芽完全抑制現象，為此天然ABA的應用更受重視。但化學合成品原料成本高、污染大，成品為消旋ABA，尚需拆分、收率低、耗費大、成本高，因此開發(fā)新的天然型ABA的生產方法勢在必行。
微生物發(fā)酵法生產天然型脫落酸，是近年來迅速發(fā)展起來的生物工程重大發(fā)展領域。80年代初，研究人員相繼發(fā)現某些真菌代謝產物中含有大量右旋(+)-ABA，真菌產生的天然ABA純度高（>90%）、生理活性強，已成為開發(fā)、生產ABA的一條新途徑。日本在發(fā)酵法生產ABA方面居于領先地位，并已步入工業(yè)化。目前國內僅有兩家企業(yè)可以生產脫落酸，分別是四川龍蟒福生和江蘇雙溝酒業(yè)，但是因為成本還沒有降到農民可以接受的程度因此無法均實現大規(guī)模田間施用。
四、我公司ABA相關研究成果
微生物發(fā)酵法產生ABA具有純度高、生理活性強等優(yōu)點，通過選育ABA高產菌株，應用發(fā)酵法生產ABA可大幅度降低成本，并具有安全、方便、污染少等優(yōu)點。我們建立了快速、簡便的脫落酸產生菌篩選方法，篩選獲得高產ABA灰葡萄孢菌株，并對該菌株進行了紫外、化學、激光等多種誘變，還優(yōu)化了發(fā)酵工藝，使該菌株生產ABA的水平達到2.3～4.6g/kg培養(yǎng)物（實驗室水平達到8.1g/kg），發(fā)酵時間從25天縮短到7～10天，同時建立了快速分離、純化方法使產品純度大于98%，總收率大于60%，所得產品結晶經紅外、H1- NMR、質譜、旋光測定、生物活性測定證實本品為純天然型。該工藝路線步驟較短，操作簡單，重現性好，是一條生產天然型ABA的創(chuàng)新性工藝。
同時本公司還首次建立應用Mailaby顯色法快速測定ABA的含量，可對ABA產生菌的選育，中間體分析及成品的質控進行有效地檢測。
五、天然脫落酸生
1、本工藝所用菌種由本公司選育獲得，具有自己的知識產權。應用該菌株固體發(fā)酵法生產脫落酸，產量高于2.3～4.6mg/g培養(yǎng)基，此發(fā)酵水平遠高于日本的專利報道，同時高于國內水平2～3倍，居于國內領先，國際先進。
2、本工藝應用固體發(fā)酵法，所用實驗材料均為國產，來源方便，價格低廉，發(fā)酵設備簡單，一次性投資費用低，便于工業(yè)化生產。
3、提取純化工藝先進，產品純度>98%，總收率>60%，工藝穩(wěn)定，成本比傳統化學法生產ABA降低1000倍以上，產品質量高，可供出口及大田應用。
4、本工藝屬國內首創(chuàng)，從菌種選育、發(fā)酵工藝、純化工藝及質控分析均具先進性，屬高新生物技術的重大科研成果，具有很大社會、經濟效益。
5、本工藝所用菌株為現代生物技術誘變、遺傳改造后篩選得到的高產菌株，因此本項目具較高技術壁壘，其它廠家無法仿制。
六、市場預測、產值和利潤
本工藝是目前國內唯一對脫落酸大田施用具有實用意義的技術，價格可降到農民接受的水平。脫落酸可制成農用制劑應用于大田，應用領域包括抗寒、抗旱、增加作物耐鹽力、種子保藏等，社會經濟效益十分顯著，如以某地進行的小田試驗為例：將新冬2號小麥用1Oppm脫落酸進行浸種處理24小時，在10月26日播種在試驗地，當麥苗剛出土時就進入寒冬，次年返青時，對照的存活率為51.4%，而ABA浸種處理的高達96.3%，成活率幾乎是對照組的兩倍，僅此一項每年即可創(chuàng)造上億元的社會經濟效益。脫落酸農業(yè)上使用濃度為10ppm，每克可配制0.1噸施用，以每畝田噴灑10公斤計，每畝田需0.1克脫落酸（10×10-6克/毫升×10×103 毫升/畝=0.1克/畝）。目前我國有耕地面積13.7億畝，即使市場占有率僅1%，對脫落酸的需求也可達每年1.37噸（13.7億畝×1%×0.1克/畝= 1370000克）。另外，脫落酸還可作為試劑用于植物培養(yǎng)及花卉園藝方面，如延長花期、促進生根等，目前國內在這方面的應用已很成熟，具有較為穩(wěn)定的銷量。目前國際上天然型脫落酸試劑市售價每毫克200美元(Sigma公司)，采用本工藝生產的脫落酸售價可降低到0.01美元/毫克，價格僅為Sigma公司的1/20000，具有很強的國際市場競爭力，是化工進出口領域的一匹黑馬。本工藝是目前全球成本最低、產量最高的脫落酸大規(guī)模生產技術，項目投產后將形成顯著的成本凹地及規(guī)模勢能，從而可造成國際脫落酸市場價格的雪崩，進而壟斷國際脫落酸市場。
七、廠房設備與生產成本
1、廠房要求
應有水、電、氣齊全的公共工程，需標準廠房800m2，其中有200m2作為無菌的固體發(fā)酵車間，另有50m2的菌種室。
2、年產50公斤生產規(guī)模生產成本核算
月產量4公斤，以每公斤40萬計月產值160萬
原料及試劑、儀器設備折舊（按七年計），水電費、人員工資和其他不可預測的成本，合計每月69772元。
3、年產50公斤生產規(guī)模生產設備投資核算
大、中小型各種儀器設備二十七種，合計金額：87.1000萬元。
4、年產500公斤的設備投資預算
各種大中小型儀器設備45種，合計金額為470萬元。
備注：
1、計算脫落酸成本為每公斤1.75萬元；
2、以上設備投資方案來按照連續(xù)作業(yè)生產所設計，具體實施可根據設計產能修改設備投資方案。
八、經濟效益核算
1、總產值：
年產500公斤，為低價開拓市場，以每公斤30萬元定價（目前市場價為45萬元），因此，年產值為 15000萬元。
2、總成本：（其中原材料和能耗費用是按50公斤的規(guī)模放大十倍計算）合計1810萬元。
3、利稅
稅收2242.3萬元，利潤10947.7萬元。
4、效益分析
利潤率73%，投資效益1359.8%，保本產量7.5公斤，安全系數66.7，風險系數0.015。 |
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合作天然脫落酸生物工程生產