项目概况:番茄红素是构成西红柿红色色素的主要成分,是一种不含氧的“类胡萝卜素”,科学证明人体内的单线态氧和氧自由基是侵害人体自身免疫系统的罪魁祸首。番茄红素是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。在食品、化妆品以及医药领域具有重要用途,可作为天然保健食品或者药品,能有效的预防因衰老免疫力下降引起的各种疾病。番茄红素还对消化道癌、宫颈癌、乳腺癌、皮肤癌、膀胱癌等具有一定的抑制作用。目前欧洲市场上已出现数十种含番茄红素的保健食品和药品。
技术特点:目前世界上番茄红素的开发生产的主要方法有:天然提取、化学合成、微生物发酵等。全球每年大约消耗西红柿7000万吨,用于番茄红素的提取,但由于番茄中的番茄红素含量很低,通常每吨西红柿中仅含20克番茄红素,天然提取的方法生产率低且价格昂贵。而化学合成法成本虽有所下降但存在一定的不安全性。随着生物技术的快速发展,利用微生物发酵生产番茄红素是目前研究热点之一。
与传统化学生产工艺比较,微生物发酵生产番茄红素具有低成本、环保、安全性高、原料易获取等优点。目前发酵生产番茄红素比较常用的微生物是三孢布拉氏霉菌,产量在1 g/L左右,但发酵周期长,通常需要120小时左右。
本项目采用代谢工程技术,构建出一个高效生产番茄红素的大肠杆菌工程菌,大大缩短了发酵周期。用5L发酵罐,发酵12小时,能生产0.6 g/L的番茄红素,其含量达68 mg/g干重细胞。
本项目采用有机溶剂萃取结晶的方法提取番茄红素:(1)收集菌体,破壁后使用丙酮或乙酸乙酯进行萃取,获得粗提液番茄红素油树脂;(2)将番茄红素油树脂在搅拌下加入低分子醇溶剂(甲醇、乙醇或异丙醇),搅拌均匀后过滤、干燥既得番茄红素,所得滤液使用常规的方法回收溶剂。
市场前景:番茄红素是天然色素品种中比较畅销的一种, 我国从1995年开始工业化生产番茄红素,主要是从西红柿中提取,到2003年,我国番茄红素生产装置的年产量不足5吨,市场需求量约20—30吨/年,无法满足市场需求。采用该项目生产番茄红素,产量高、周期短,在满足市场需求的同时,还可大量用于出口创汇。
研究时间与阶段:项目在2012年已完成200L中试实验。多项关键技术已申请专利。
投资与效益分析:1、番茄红素的市场价格: 10%番茄红素价格是1500-2500元/公斤;90%以上番茄红素价格是13000-15000元/公斤,石家庄华药集团通过生物法生产的番茄红素价格为 2200元/公斤; 2、本项目生产1kg番茄红素(10%)的成本核算
原料名称 价格(元)
原料成本 140
分离提取成本? 230
设备损耗、蒸气、水费和电费 250
人工成本 50
销售成本 50
合计? 720
以建立年产150吨10%的番茄红素生产线为例(4个50吨发酵罐,共200吨发酵罐,填料体积100吨;按照每天生产0.6 g/L计算,每天能生产60公斤番茄红素;一年按250个工作日计算,每年能生产15吨100%纯番茄红素)。前期投资约为1000万元左右,流动资金约200万元。 预计10%的番茄红素生产综合成本700元/公斤,预计销售价格1200/公斤,利润达500元/公斤,年利润达500元/公斤x150000公斤=0.75亿元。