生命的钥匙——植物甾醇酯

发布时间:2017-09-30文章来源:材料科学与工程学院浏览:55


姓名

何本桥

专业

材料科学与工程

职称

副教授

学历

博士

项目名称

生命的钥匙——植物甾醇酯

所需经费(万元)

100

所需办公用房(m2

80

所需厂房(m2

420

项目简介(包括:项目研究背景、研发内容、研究目标、市场前景等)


一、项目背景

        本项目自2009年至今先后受到天津市教委科技特派员计划、“双五”计划、天津市重点科技项目的连续支持。主要开展如何高效、绿色制备被誉为生命的钥匙的新资源食品——植物甾醇酯的研究工作。

        心脑血管疾病每年夺走全世界1200万人的生命,是威胁人类健康的头号杀手。在我国,心脑血管疾病患者已经超过2.7亿人,每年死于心脑血管疾病近300万人,占我国每年因病死亡数的51%,且出现发病低龄化趋势。寻求可预防心脑血管疾病的绿色、安全途径是全人类共同面临的课题。

植物甾醇被美国食品及药物管理局 (FDA)认可为“降低血脂、预防动脉硬化”的天然保健食品新原料,被誉为“生命的钥匙”同时也是国际营养学会推荐的未来十大功能性营养成分之一FDA研究认为,每人每天只要摄入0.8g以上植物甾醇即可达到降低胆固醇的目的。但是植物甾醇无法在人体内合成,只能从日常膳食中摄取。然而,人体对膳食中的植物甾醇吸收率很低,每天有效摄入量仅为0.2~0.4克,达不到降低人体胆固醇的需求量。因此,在欧美发达国家已经制定了在食品中(如蛋黄酱、甜品、酸奶、食用油)添加植物甾醇的健康标准,并得到广泛执行,年需求量近3000

在我国,植物甾醇已2010被食品药品监督管理局(SFDA)列为新资源食品,金龙鱼和福临门先后推出了含有植物甾醇成分的食用油,特仑苏推出了植物甾醇牛奶等新型功能产品。

但是,由于植物甾醇环戊烷全氢菲结构,它在水和油脂中都难溶,导致在人体内吸收率很低,生物可利用性差,这正是阻碍植物甾醇高效利用的最重要原因。

有效的改进方法是把植物甾醇转化为植物甾醇酯,以改善植物甾醇在油脂中的溶解性可提高10-20倍,提高生物利用率, 还可改善产品的外观及口感。

因此高效合成植物甾醇酯一直是业界追求的目标。植物甾醇酯可由植物甾醇与脂肪酸(油酸、亚油酸、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等)或脂肪酸酯通过生物酶法或化学法合成得到。

现有植物甾醇酯制备的技术难点:

  1. 副产物多,制备过程中添加中强酸或碱催化法中副产物多,产率低;

  2. 残留物多,制备过程添加的催化剂(特别是重金属催化剂)及溶剂难以完全除去,残留在产品中,严重影响植物甾醇酯作为功能食品的安全;

  3. 废液多,纯化过程产生大量废酸液、废碱液和有机溶剂挥发等,严重危害环境。


二、研发内容——中试试验

本项目技术优势是高产率、高转化率、无残留和无废液排放。

所得植物甾醇的转化率可达到99.1%植物甾醇酯的产率可达到94.9%,反应选择性为95.8%产物可通过乙醇等非毒性溶剂进行快速提纯,无废酸液等排放,得到产品完全符合卫生部植物甾醇(酯)技术指标要求。

在此前期研究工作的基础上,借助精武镇与天津工业大学共同筹建的研究院平台,进一步研究植物甾醇酯中试工艺,主要研究内容包括以下几个方面:

  1. 中试条件下催化工艺条件,如催化剂、催化温度、投料比、反应时间,探索在中试规模下实现高转化率、高产率关键控制因素;

  2. 建立20/年规模的植物甾醇酯催化-分离纯化集成工艺,实现无废酸和碱液排放;

  3. 建立植物甾醇酯产品检测平台。


中试研发要求

1.厂房面积:产房分办公区域、生产区域及原料和成品仓库,面积约500平米。

2.主要设备:每套生产装置包括两个原料罐200L、一个耐酸碱耐高温反应釜300L、一个产品储料罐300L、多个产品储罐500L

3.主要原材料及来源:主要原料为植物甾醇和食品级长链脂肪酸(如油酸和亚油酸)。植物甾醇可有从中粮集团中粮天科(天津)生物工程有限公司购买,原料充足运输成本低,食用级脂肪酸国内供应充足。


三、研究目标:

  1. 建成一条20/年规模的植物甾醇酯催化-分离纯化集成工艺示范装置;

  2. 实现稳定制备植物甾醇油酸酯和植物甾醇亚油酸酯产品,产品质量达到2010卫生部标准,满足指标要求;

  3. 逐步实现量产。


四、市场前景:

植物甾醇作为原料,国内供应充足,目前全部出口,出口厂家回购国外植物甾醇酯卖回国内市场

植物甾醇酯出口价格为约7-10万元/吨,而市场销售植物甾醇酯价格25-90/目前,国内市场销售量为300/年,欧美市场目前已达到3000/年以上,随着国内人们的保健意识加强,国内市场规模将有望迅速扩大,并超过国外市场

1. 国内销售情况:年销售量为300吨,目前植物甾醇酯几乎全部进口;主要有中粮集团中粮天科(天津)生物工程有限公司杭州再纯生物工程有限公司、西安海斯夫生物科技有限公司、江西艾图瑞克实业有限公司,这些公司目前都没有大规模生产技术,目前主要是销售国外植物甾醇酯产品。

  1. 产品的目标人群:适于所有人群,特别是心脑血管疾病患者和女性;

3. 使用目标载体:植物甾醇酯胶囊;添加到食用油脂奶制品,健康饮料等常规产品中;化妆品市场等。