酶法生產(chǎn)100噸甘露寡糖項(xiàng)目初步可行性報(bào)告目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 11.1項(xiàng)目概述 11.2項(xiàng)目建設(shè)的編制依據(jù)和范圍 21.3研究結(jié)論和經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 3第二章項(xiàng)目建設(shè)背景及必要性 52.1項(xiàng)目建設(shè)背景 52.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性 10第三章市場(chǎng)調(diào)查分析 123.1國內(nèi)市場(chǎng)需求分析 12第四章項(xiàng)目建設(shè)條件 174.1建設(shè)廠址 174.2建設(shè)條件 17第五章項(xiàng)目建設(shè)方案 235.1建廠規(guī)模及建設(shè)原則 235.2產(chǎn)品原材料簡述 235.3產(chǎn)品簡述 245.4生產(chǎn)工藝流程 245.5建設(shè)方案 315.6主要生產(chǎn)設(shè)備 325.7總平面布置 345.8經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 34第六章公用設(shè)施工程 356.1給水工程 355.2排水工程 366.3供熱工程 366.4通風(fēng) 376.5供電系統(tǒng) 37第七章勞動(dòng)安全衛(wèi)生與消防 397.1勞動(dòng)安全及衛(wèi)生 397.2消防設(shè)施 39第八章節(jié)能、節(jié)水措施 428.1節(jié)能 428.2節(jié)水 43第九章項(xiàng)目組織與經(jīng)營管理 459.1項(xiàng)目管理 459.2人員配備和定員 46第十章環(huán)境影響評(píng)價(jià) 4810.1項(xiàng)目區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀 4810.2本項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)依據(jù) 4810.3廢氣治理措施 4810.4廢水治理措施 4810.5粉塵治理措施 4810.6噪音治理措施 4910.7環(huán)境影響初步評(píng)價(jià) 49第十一章項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度建議 5011.1建設(shè)期限和計(jì)劃進(jìn)度安排 5011.2勘查設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)進(jìn)度 5011.3土建工程施工準(zhǔn)備及施工進(jìn)度 5011.4設(shè)備安裝、調(diào)試及生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃 5011.5項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度表 51第十二章投資估算與融資方案 5212.1投資估算依據(jù) 5212.2投資估算 5211.3資金籌措方案 55第十三章財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 5613.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及參數(shù) 5613.2財(cái)務(wù)分析 5613.3利潤估算 5813.4財(cái)務(wù)現(xiàn)金流量分析 5813.5盈虧平衡分析 5913.6評(píng)價(jià)小結(jié) 60第十四章社會(huì)效益分析和研究結(jié)論 6114.1社會(huì)效益分析 6114.2研究結(jié)論 61前言隨著糖鏈生物學(xué)功能的揭示與認(rèn)識(shí)，糖生物學(xué)正成為一個(gè)新的科學(xué)前沿。繼基因工程、蛋白質(zhì)工程之后，糖工程已成為最引人注目的新生物技術(shù)學(xué)科。寡糖作為新的生理活性物質(zhì)，在疾病診斷與防治、營養(yǎng)與保健、植物生長及抗病、畜牧養(yǎng)殖等方面的應(yīng)用倍受關(guān)注，在國際上已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)利用基因工程、蛋白質(zhì)工程、糖工程等現(xiàn)代生物技術(shù)手段，并涉及醫(yī)學(xué)、化學(xué)、工程等學(xué)科，應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料、農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的重要產(chǎn)業(yè)。寡糖的開發(fā)開辟了許多新的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，正使我們?cè)谵r(nóng)業(yè)、健康、環(huán)境等領(lǐng)域的活動(dòng)能力發(fā)生革命。1998年全球的寡糖產(chǎn)量已達(dá)13萬噸，創(chuàng)造了300億美元的功能食品市場(chǎng)，100億美元的功能飼料市場(chǎng)，而寡糖藥物更展現(xiàn)了無限商機(jī)，寡糖農(nóng)藥、寡糖肥料同樣引人注目。寡糖已是全球生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中突出的亮點(diǎn)。我國具有寡糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特色與資源優(yōu)勢(shì)，以及在健康、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等領(lǐng)域壓力需求的背景，寡糖將很快在我國形成新的明星產(chǎn)業(yè)。甘露寡糖原料資源豐富，功能優(yōu)異，具有明顯的競爭優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域，在寡糖產(chǎn)業(yè)中將起到示范作用，具有廣闊的市場(chǎng)前景。中國科學(xué)院微生物研究所的甘露寡糖項(xiàng)目為：國家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、中國科學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目、1999年中國科學(xué)院發(fā)明獎(jiǎng)、2000年國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)。已經(jīng)完成工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)、開發(fā)了新產(chǎn)品，取得了保健食品證書，并啟動(dòng)了系列產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃。

一．目的意義糖、脂類、蛋白質(zhì)和核酸是構(gòu)成有機(jī)生物體的四大類化合物。其中糖是一類主要由C、H、O元素組成的化合物，在自然界中分布最廣泛，含量最豐富，參與各種生理活動(dòng)，有著的廣譜的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物功能。在結(jié)構(gòu)上，糖是由單糖分子組成的長鏈。若只有一個(gè)單糖分子，稱之為單糖；若有兩個(gè)單糖分子，稱之為二糖；若有2-10個(gè)單糖分子，稱之為寡糖；若有更多的分子，稱之為多糖。糖在自然界分布極廣，我們熟悉的葡萄糖、果糖是單糖；蔗糖、麥芽糖是二糖，屬于寡糖范疇；而淀粉、纖維素是多糖。傳統(tǒng)意義的寡糖主要是指如麥芽糖、蔗糖、乳糖之類的簡單寡糖，是可以被人體分解吸收，是人體不可缺少的能量物質(zhì)；現(xiàn)在科學(xué)家通過化學(xué)合成、化學(xué)轉(zhuǎn)化、酶法降解及酶法合成等方法得到了一系列新型的寡糖，這些寡糖由于結(jié)構(gòu)上的特殊性而不能被人體消化道的消化酶降解以及被人體吸收利用，所以被稱為非吸收性寡糖。但是人們發(fā)現(xiàn)這類寡糖在人體腸道中有特異性的促進(jìn)雙歧桿菌機(jī)乳酸菌等有益菌群生長的作用，是一類重要的雙歧桿菌促生長因子（bifidusfactor簡稱BF）。雙歧桿菌是腸道內(nèi)重要的原籍菌群，其可以通過營養(yǎng)競爭、粘附位點(diǎn)競爭和產(chǎn)生拮抗物質(zhì)的方式對(duì)諸如產(chǎn)氣莢膜桿菌等腸道致病菌有效地抑制，從而維護(hù)腸道微生態(tài)平衡；并且具有降低腸道pH值，促進(jìn)腸蠕動(dòng)，分解有害物質(zhì)，生產(chǎn)維生素，促進(jìn)蛋白質(zhì)吸收和提高人體免疫力的作用。因此，由于能夠特異地促生雙歧桿菌等有益菌群，非吸收性寡糖是一種良好的腸道保健物質(zhì)。寡糖的上述作用是作為現(xiàn)有各類保健品原料或輔料的重要原因。然而，這只是寡糖多種功能中的一種，科學(xué)家從分子水平了解寡糖鏈在生命活動(dòng)中所扮演的調(diào)控角色，經(jīng)過多年來對(duì)有機(jī)體中寡糖鏈的研究，取得了令人興奮的成果。目前，已發(fā)現(xiàn)有機(jī)體中寡糖的作用有：1）結(jié)構(gòu)功能、穩(wěn)定功能和保護(hù)功能：如維持蛋白結(jié)構(gòu)，保護(hù)多肽鏈不被蛋白酶水解及防止被抗體識(shí)別，穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持組織的結(jié)構(gòu)功能和完整性等。2）毒素受體的功能：許多細(xì)菌毒素，植物毒素是以細(xì)胞表面特定的寡糖鏈為受體，并利用這些寡糖作為其進(jìn)入細(xì)胞的途徑，如霍亂毒素能極特異地于細(xì)胞表面上GM1神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合，流感病毒血凝集素則能特異識(shí)別唾液酸及其相關(guān)類型。還有一些寡糖鏈?zhǔn)枪采鷦?dòng)物腸道病毒和植物根瘤病毒與宿主的結(jié)合的介導(dǎo)結(jié)構(gòu)。3）開關(guān)和調(diào)節(jié)功能：蛋白質(zhì)的糖基化與否和不同形式、程度的糖基化可以決定蛋白質(zhì)活性的有無和大小。如人絨毛膜促性激素去糖化后，與受體結(jié)合的親和力沒有變化，但失去了傳遞信號(hào)的功能。4）庫存功能：發(fā)現(xiàn)許多分泌到胞外的生長因子可以被葡萄糖胺鏈保護(hù)性的存儲(chǔ)起來靶細(xì)胞外的胞外基質(zhì)中，避免其擴(kuò)散和被非特異性水解，從而延長其壽命。5）細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)向功能：最典型的是甘露糖－6－磷酸通過與糖結(jié)合蛋白的識(shí)別、連接將溶酶體酶導(dǎo)向溶酶體的作用。6）介導(dǎo)細(xì)胞間識(shí)別：如白細(xì)胞表面的唾液酸果糖糖鏈參與了白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞、損傷的內(nèi)皮細(xì)胞和激活的血小板或內(nèi)皮細(xì)胞間的識(shí)別作用以及哺乳動(dòng)物的精卵識(shí)別。7）調(diào)控其它蛋白的活性：如肝素的糖氨聚糖鏈中的五糖域可以大大提高抗凝血酶III的活性，人工合成的五糖亦驗(yàn)證了這種構(gòu)效關(guān)系。寡糖除了在動(dòng)物體中有重要功能外，在植物體內(nèi)及植物與微生物間的互相作用中也發(fā)揮重要作用：1）作為信號(hào)分子，最為典型的是根瘤菌與其豆科植物宿主間的互相調(diào)控；2）激素功能，最為典型的是植物中的寡糖素，在植物抗病機(jī)制中，受到微生物感染或誘發(fā)物處理后，產(chǎn)生有調(diào)節(jié)活性的寡糖素，誘導(dǎo)植物合成和積累抗微生物的植物防御素?？傊烟擎溤谏矬w中的共同特點(diǎn)是介導(dǎo)專一的“識(shí)別”和“調(diào)控”生物過程的兩個(gè)作用。在糖蛋白中，蛋白質(zhì)是生理功能的主要擔(dān)負(fù)者，寡糖鏈則對(duì)蛋白質(zhì)的功能起到修飾作用，即寡糖鏈通過其影響蛋白的整體構(gòu)象來影響蛋白的功能。作為新的生理活性物質(zhì)，寡糖主要有以下4個(gè)方面的應(yīng)用：寡糖藥物、保健食品、飼料添加劑、生化農(nóng)藥等。1．保健食品隨著食品工業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們?cè)絹碓阶⒁獾斤嬍硨?duì)自身健康水平的影響，因而食品消費(fèi)觀念也在逐漸發(fā)生變化，目前消費(fèi)趨勢(shì)正轉(zhuǎn)向具有合理營養(yǎng)和保健功能的營養(yǎng)健康食品。保健食品（功能食品）的概念也正是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并已逐漸成為當(dāng)今世界食品工業(yè)發(fā)展的新潮流。寡糖具有保健食品的全部屬性，被稱為第三代保健食品的代表。作為保健食品，寡糖具有促進(jìn)雙歧桿菌增殖、抗齲齒、防肥胖、防止膽固醇積累等功效。特別是隨著抗生素（antibiotics）在防治胃腸道感染方面的局限性被越來越多的認(rèn)識(shí)到，人們開始尋找抗生素的替代品。非吸收性寡糖（non-digestableoligosaccharide）是最有前途的益生素（prebiotics），具有抑制腸道致病菌、促進(jìn)腸蠕動(dòng)、分解有害物質(zhì)、產(chǎn)生維生素、促進(jìn)蛋白質(zhì)吸收和提高人體免疫力的作用。許多寡糖可有效改善腸道功能，使便秘、腹瀉等癥狀緩解，而且對(duì)抑制血糖增高、調(diào)節(jié)血壓和降低血脂以及提高機(jī)體免疫力等作用明顯。功能食品將是一個(gè)市場(chǎng)極大的新型產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)的進(jìn)步，人體腸道菌群中結(jié)構(gòu)平衡與人體健康狀況的相關(guān)性已被認(rèn)識(shí)和接受，維護(hù)有益菌群在腸道中的穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)和穩(wěn)定狀態(tài)是近20年來國內(nèi)外的重要課題。研究發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌以及乳桿菌是人體及溫血?jiǎng)游锬c道內(nèi)最重要的有益菌。隨著年齡增長和飲食結(jié)構(gòu)的變化、疾病發(fā)生后各種藥物的使用等原因，人體腸道內(nèi)的雙歧桿菌及其有益菌群逐漸減少。特別是經(jīng)受重大疾病之后，大量的不同種類的藥物進(jìn)入體內(nèi)（腸道），使這些有益菌生長和發(fā)育受到極大阻礙。因此迅速恢復(fù)和保持腸道內(nèi)雙歧桿菌的優(yōu)勢(shì)狀態(tài)，對(duì)提高機(jī)體健康水平及抗衰老等具有重要意義。雙歧桿菌對(duì)人們健康的功效可總結(jié)為四點(diǎn)：a.產(chǎn)生大量醋酸、乳酸，抑制腐敗菌、病原菌的生長，形成菌膜屏障，阻止有害菌入侵；b.促進(jìn)消化吸收；c.合成人體必需維生素；d.分解有害物，提高人體免疫力。根據(jù)有關(guān)部門對(duì)全國15個(gè)大中城市的調(diào)查，長期或經(jīng)常食用活菌制劑的被調(diào)查對(duì)象中，50歲以上者占52％，40～50歲占30％，20～40歲占18％。因此，對(duì)中老年尤為重要的雙歧桿菌制劑產(chǎn)品具有廣泛的市場(chǎng)基礎(chǔ)。雙歧桿菌的增殖方法可分為口服活菌制劑和自然增殖兩種。90年代以來國內(nèi)雙歧桿菌等活菌制劑產(chǎn)品已創(chuàng)造了很大的市場(chǎng)，自《保健食品管理辦法》1996年頒布實(shí)施以來，衛(wèi)生部已批準(zhǔn)的“衛(wèi)食健字”產(chǎn)品中，具有改善腸道菌群失調(diào)功能的活菌制劑產(chǎn)品，主要有三株口服液、昂立一號(hào)口服液、樂百氏奶飲料等，1998年銷售額已突破百億元。口服活菌制劑受許多條件限制，存在許多不可逾越的障礙：a.雙歧桿菌嚴(yán)格厭氧,易受氧氣、PH值、溫度等因素影響而死亡，活菌數(shù)不能保證；b.無法保證每批產(chǎn)品的理化指標(biāo)一致，包括菌體的生理狀態(tài)，菌體活力等；c.活菌通過腸道后，由于消化液的作用，其存活率十分低；d.菌體進(jìn)入腸道后由于個(gè)體差異，無法保證這些外源菌體的存活和繁殖；e.有將抗藥或其它有害質(zhì)粒帶入體內(nèi)的危險(xiǎn)。由于活菌制劑的負(fù)面影響，美國食品與藥品管理局(FDA)未批準(zhǔn)活菌制劑產(chǎn)品在美國生產(chǎn)和銷售，世界衛(wèi)生組織(WHO)對(duì)原用于治療兒童腹瀉等的表飛鳴、乳酶生等產(chǎn)品已宣布無效而廢棄。然而，雙歧桿菌在腸道內(nèi)的自然增殖引起了人們的廣泛關(guān)注。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，低聚糖（寡糖）是一種重要的雙歧桿菌增殖因子（簡稱雙歧因子），如低聚乳糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚半乳糖等，一般增殖效果為3～10倍，同時(shí)這種雙歧因子還克服了活菌制劑的種種缺陷，因此人們對(duì)于低聚糖產(chǎn)品促進(jìn)腸道菌群結(jié)構(gòu)平衡有益身體健康寄予了厚望。國外的低聚糖市場(chǎng)已有很大發(fā)展，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)資料顯示，世界主要發(fā)達(dá)國家1998年的低聚糖產(chǎn)量已達(dá)到10多萬噸，主要應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥、飼料等方面。日本厚生省批準(zhǔn)的特殊功能的機(jī)能產(chǎn)品中，低聚糖類產(chǎn)品占半數(shù)以上。歐美也已有商品化的低聚糖類保健食品，如比利時(shí)的FYOS飲料（果低聚糖），西班牙的SVELTESS、荷蘭的Borculo產(chǎn)品等，其市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)大。2．寡糖飼料添加劑飼料添加劑是配合飼料的核心，也是促進(jìn)畜牧養(yǎng)殖與飼料加工業(yè)發(fā)展的重要因素，而其發(fā)展現(xiàn)狀依然相當(dāng)落后?，F(xiàn)在使用的激素、抗生素等飼料添加劑，使畜牧養(yǎng)殖業(yè)承受著巨大的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境壓力，新型飼料添加劑的開發(fā)已成為各國發(fā)展養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)、提高國際競爭力的重要發(fā)展戰(zhàn)略。寡糖作為促進(jìn)消化吸收、防止便秘、促進(jìn)生長發(fā)育等的生理活性物質(zhì)，同時(shí)具有刺激動(dòng)物非特異性免疫、凝集并抑制致病菌等作用，可起到飼用抗生素的作用，在動(dòng)物營養(yǎng)與保健方面的應(yīng)用，前景無限，為飼料加工業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。從目前的研究看，寡糖對(duì)動(dòng)物體主要有以下作用：1），促進(jìn)動(dòng)物生長2），防治腹瀉3），增強(qiáng)動(dòng)物免疫力，提高動(dòng)物的抗病能力4），減少糞便及糞便中氨氣等腐敗物質(zhì)的量5），提高動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收率6），降低血清膽固醇7），通便等因此寡糖的應(yīng)用，極有利于動(dòng)物的安全養(yǎng)殖，至今已經(jīng)用于飼料添加劑的寡糖品種有果寡糖，異麥芽寡糖，木寡糖，半乳寡糖，酵母甘露寡糖等，通過對(duì)牛，豬，雞，兔等喂養(yǎng)試驗(yàn)表明，飼料中添加0.1-0.5％的寡糖，一般可使動(dòng)物增重6-13%，同時(shí)提高了飼料利用率，降低了有害物的排放。甘露寡糖直接作為飼料添加劑具有有效劑量低、生理作用明顯的特點(diǎn)，對(duì)于動(dòng)物增重及抗病效果特別突出，初步試驗(yàn)表明，飼料中添加0.01-0.05％半乳甘露寡糖，動(dòng)物增重效果優(yōu)于其他寡糖品種，可以起到抗生素、激素等多重功能，同時(shí)，其原料資源非常豐富，且尚待開發(fā)。我國目前生產(chǎn)的飼料添加劑品種主要為仿制產(chǎn)品，至今仍是氨基酸、維生素、礦物元素、抗生素、防蟲防霉劑等的概念，缺乏創(chuàng)造性的研究領(lǐng)域。而由于飼用抗生素超標(biāo)問題的逐漸突出，我國的飼料加工與畜牧養(yǎng)殖面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，作為我國的創(chuàng)新產(chǎn)品，甘露寡糖的開發(fā)及其在飼料中的應(yīng)用，可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，并將帶動(dòng)一個(gè)全新寡糖飼料行業(yè)的發(fā)展，將使我國的飼料工業(yè)發(fā)生革命性的變化，對(duì)于促進(jìn)我國飼料加工業(yè)的發(fā)展、緩解畜牧養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境壓力具有重要意義。3,寡糖藥物等：寡糖與許多疾病的病理過程密切相關(guān)。無論是在基本的生命過程中，如受精、發(fā)生、發(fā)育、分化、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)恒態(tài)維持方面，還是在疾病的發(fā)生、發(fā)展中，如炎癥及自身免疫疾病、老化、癌細(xì)胞異常增生及轉(zhuǎn)移、病原菌感染等過程中，都涉及寡糖鏈的參與。以寡糖片段干擾疾病的發(fā)生、發(fā)展以及致病菌的侵染，將是從病理上根治與預(yù)防疾病的重要途徑。因此，開發(fā)寡糖類新型藥物對(duì)人類健康意義重大。4，寡糖植物生長調(diào)節(jié)劑--（寡糖素）某些寡糖是一類具植物激素功能的調(diào)節(jié)劑，在植物生長調(diào)節(jié)、防病抗病方面具有重要作用。寡糖屬于天然來源、無環(huán)境污染且易獲取、成本低廉，是理想的生物農(nóng)藥。寡糖作為一種新的植物激素，可通過影響植物基因組的表達(dá)，調(diào)節(jié)植物的生根、發(fā)育。寡糖可調(diào)節(jié)土壤微生物區(qū)系，有利于作物的生長。在化肥、化學(xué)類生長調(diào)節(jié)劑造成環(huán)境、植物品質(zhì)等的壓力日益增大的今天，寡糖作為有效的生化肥料，意義重大。寡糖的應(yīng)用必將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來重大影響。許多寡糖具有促進(jìn)表皮細(xì)胞生長、保濕等功能，在化妝品及其添加劑方面，具有很大的潛力。許多寡糖具有消除肉食品異味、絡(luò)合金屬離子、穩(wěn)定蛋白質(zhì)活性等功能，具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。寡糖的市場(chǎng)需求正是因?yàn)槿绱藦V泛的應(yīng)用價(jià)值，寡糖在全世界的需求量很大，而且呈逐年遞增的趨勢(shì)。從寡糖的全球需求也可以看出，寡糖有著巨大的市場(chǎng)價(jià)值。在寡糖藥物方面，美國PlanA咨詢公司1992年提交了“StrategiesinCarbohydrateDrugs1992-2000”的諮詢報(bào)告，指出在癌癥、自身免疫疾病、感染和心血管病的治療診斷中糖藥物將會(huì)占有很大比例，預(yù)計(jì)到2000年僅在美國就會(huì)有37億美元的寡糖藥物市場(chǎng)。寡糖藥物展現(xiàn)了無限商機(jī)。我國在肝素寡糖等抗平滑肌增生、抗腫瘤、抗病毒等藥物的研究開發(fā)上也取得了重大進(jìn)展，如能及時(shí)組織有關(guān)研究單位開展系統(tǒng)的寡糖藥物的研究開發(fā)，可望取得具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果，形成巨大的市場(chǎng)。隨著人們生活水平的提高，食品功能化的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)在必行，寡糖在保健品領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，國外的銷售額近5億美圓，日本的寡糖市場(chǎng)也近4萬噸，銷售額近1.8億美圓。我國在“九五”期間已經(jīng)有所發(fā)展，主要為異麥芽寡糖、果寡糖等，其規(guī)模已達(dá)2萬噸，銷售額有2億多元，而從全國保健食品銷售額來看，1999年寡糖類產(chǎn)品的銷售近25億元，功能優(yōu)異寡糖作為保健品的開發(fā)將具有更大市場(chǎng)。目前畜牧養(yǎng)殖業(yè)依賴的藥物飼料添加劑所造成的生態(tài)危害性，日益受到人們的注意。歐盟已經(jīng)開始了限用抗生素的進(jìn)程，已禁止了螺旋霉素、泰樂霉素、維吉尼亞霉素、桿菌肽等作為飼料添加劑，這4種抗生素占據(jù)著80％的市場(chǎng)。丹麥自98年，在35公斤以上的豬飼料中不添加抗生素促生長劑，據(jù)德國農(nóng)業(yè)部透露，德國也將可能很快頒布有關(guān)法令，禁止在動(dòng)物飼料中添加抗生素，而美國FDA禁止飼料中使用抗生素的范圍也正在擴(kuò)大。在飼料工業(yè)中，一個(gè)無抗生素的日子已經(jīng)不遠(yuǎn)了。如果抗生素禁令全球化，飼料和養(yǎng)殖業(yè)就必須要改變飼養(yǎng)策略以優(yōu)化動(dòng)物健康，效果顯著的寡糖就極可能取代抗生素，飼料業(yè)中antibiotics就將讓位于prebiotics。作為對(duì)于養(yǎng)殖動(dòng)物特別是幼畜和雛禽具有特殊功能的寡糖產(chǎn)品，可替代飼用抗生素，在國外已得到較充分的認(rèn)識(shí)與開發(fā)，而且已取得明顯的效果。我國飼料工業(yè)已發(fā)展成為我國工業(yè)體系中重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，飼料添加劑工業(yè)從80年代初期開始起步，目前年產(chǎn)量為25萬噸，年產(chǎn)值50億元。到2010年我國配合飼料的產(chǎn)量達(dá)到1億噸，對(duì)飼料添加劑的需求將大幅增加。然而目前無論是在品種上還是在數(shù)量上，我國飼料添加劑遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)需要，每年半數(shù)以上飼料添加劑依賴進(jìn)口。我國的飼料添加劑的滯后發(fā)展，將是中長期制約我國配合飼料生產(chǎn)發(fā)展的重要因素，也是飼料工業(yè)發(fā)展面臨的主要問題之一。歐盟是我國畜禽產(chǎn)品的重要出口市場(chǎng)，由于抗生素殘留量過高，歐盟自1996年8月停止從我國進(jìn)口禽肉以來，至今仍維持著對(duì)我國的進(jìn)口禁令，使我國蒙受了巨大的損失。根據(jù)歐盟有關(guān)指令的要求，自1999年1月1日起，所有對(duì)其出口動(dòng)物源性食品的第三國須向其提供并執(zhí)行符合96/23/EC指令要求的殘留監(jiān)控計(jì)劃，并接受其考察，否則將停止從該國進(jìn)口任何動(dòng)物源性食品。隨著國際上對(duì)畜產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高,畜產(chǎn)品中添加劑殘留量超標(biāo),將是困擾我國畜禽產(chǎn)品發(fā)展的大問題。作為綠色產(chǎn)品的寡糖飼料，安全有效，具有迫切的需求背景。根據(jù)目前的試用結(jié)果，按照我國配合飼料的實(shí)際需求，寡糖飼料添加劑的市場(chǎng)約有5萬噸左右。90年代以來，全球的寡糖產(chǎn)量主要集中在美國、日本和歐洲。日本有80多家公司參與寡糖的競爭，并開發(fā)出多種寡糖產(chǎn)品，如明治制果公司的寡果糖，亞庫爾特公司的半乳寡糖，日研化學(xué)公司的乳果糖等。寡糖市場(chǎng)不斷增長，從1994年的2萬噸，已增長到1998年的近4萬噸，所開發(fā)的功能食品達(dá)70％的市場(chǎng)占有率。而新產(chǎn)品的開發(fā)仍是生物技術(shù)中的熱門領(lǐng)域。歐洲在寡糖方面的研究與開發(fā)也發(fā)展起來，目前在德國、法國、荷蘭、比利時(shí)等國已有了果寡糖、半乳寡糖等，其市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)大。非吸收性寡糖的生理功能在我國也得到了廣泛認(rèn)可，我國在九五期間已經(jīng)有所發(fā)展，主要為異麥芽寡糖、果寡糖等，其規(guī)模已有千噸級(jí)，而大部分產(chǎn)品的生產(chǎn)用酶尚依賴進(jìn)口。國內(nèi)寡糖的市場(chǎng)主要為功能食品。國內(nèi)的寡糖近5年發(fā)展較快，還基本上是低聚糖的概念，生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)有20多家，生產(chǎn)能力有2萬噸左右，品種包括異麥芽寡糖、寡果糖、大豆寡糖等，而木寡糖、幾丁寡糖、半乳寡糖、海藻寡糖、甘露寡糖等正在中試開發(fā)中。其中異麥芽寡糖的生產(chǎn)廠家有10多家，生產(chǎn)能力以山東禹城最大，銷售較好（主要供應(yīng)腦白金），去年銷售額過億元，而其它異麥芽寡糖的廠家境況并不太好。寡果糖有5－6家，云南天元、江蘇糧豐生產(chǎn)能力較大，有上千噸（糖漿），另外便是以黑龍江天菊集團(tuán)為代表的大豆寡糖，有百噸的生產(chǎn)能力。除了異麥芽寡糖多做添加劑出售外，其它寡糖品種大都以保健食品面市。另外，寡糖飼料添加劑已經(jīng)引起重視，異麥芽寡糖、寡果糖在深圳、杭州、江蘇等地公司都有飼料應(yīng)用的努力。寡糖農(nóng)藥也在發(fā)展，有成都生物所、大連化物所、青島海洋所、濟(jì)南天達(dá)公司等為代表。以下是歐洲統(tǒng)計(jì)的一份1995年和1997年的全球寡糖市場(chǎng)的材料：全球的寡糖產(chǎn)量商品化的寡糖1995年產(chǎn)量(噸)1997年產(chǎn)量(噸)環(huán)糊精40004500果寡糖1200022000半乳寡糖1500025000龍膽寡糖4001000蔗果糖40005000異麥芽糖1100018000異構(gòu)乳糖2000018000乳果糖16002000麥芽糖1000012000帕拉金糖50008000大豆寡糖20003000木寡糖3001500甘露寡糖是寡糖品種的矯矯者，具有重要的生理功能，對(duì)維護(hù)人體腸道的正常環(huán)境，延緩衰老以及降血脂、降血壓、促進(jìn)機(jī)體免疫等方面具有明顯的作用，并具有極大的發(fā)展?jié)摿?。僅從促進(jìn)雙歧桿菌增殖的角度看，經(jīng)日本、臺(tái)灣及國家權(quán)威部門檢測(cè)，其效果明顯優(yōu)于果寡糖、異麥芽寡糖等品種，并具有有效劑量低、熱值低、理化性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，與其它現(xiàn)有寡糖品種相比，具有明顯優(yōu)越的價(jià)格性能比。甘露寡糖除了具有促進(jìn)雙歧桿菌自然增殖的作用，在免疫調(diào)節(jié)、降血脂等方面的極具潛力，修飾的甘露寡糖已經(jīng)在人體自身免疫疾病（糖尿病、類風(fēng)濕、腫瘤轉(zhuǎn)移等）、器官移植排斥、抗病毒等方面顯示了重要的價(jià)值。因此，甘露寡糖在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)上也具有巨大的潛在開發(fā)價(jià)值，甘露寡糖的發(fā)展也有利于推動(dòng)醫(yī)藥等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。甘露寡糖可有效地提高動(dòng)物的抗病能力，促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育,可取代飼用抗生素，為一類新型的綠色飼料添加劑，也將大大促進(jìn)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。甘露寡糖的開發(fā)，已引起國際食品醫(yī)藥界的高度重視，在技術(shù)方面，也有許多化學(xué)提取、生物合成方面的努力，而利用β－甘露聚糖酶轉(zhuǎn)化資源豐富的半纖維素生產(chǎn)具重要功能與商業(yè)價(jià)值的甘露寡糖，無疑對(duì)有效開發(fā)自然資源、提高人類的健康水平具有重要意義，并將開辟一個(gè)以半纖維素為基礎(chǔ)的新的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，更具有富國強(qiáng)民的深遠(yuǎn)影響。我國具有豐富的生物自然資源，甘露寡糖生產(chǎn)的基本原料－魔芋，在西南貧困地區(qū)具有相當(dāng)豐富的資源，我國也已將魔芋產(chǎn)業(yè)的開發(fā)作為帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)政策，建立了一些魔芋生產(chǎn)基地，從產(chǎn)量到質(zhì)量都有了很大的發(fā)展，但其深加工，特別是高科技、高附加值的轉(zhuǎn)化尚待發(fā)展。田菁是半乳甘露寡糖的重要原料，這類植物喜好鹽堿，根系微生物固氮能力強(qiáng)，是改良鹽堿灘地的好材料，同時(shí)田菁膠過去曾用于油田，資源量大，而現(xiàn)在已經(jīng)沒有出路。因此，甘露寡糖的產(chǎn)業(yè)化無疑將在地方生物資源的高科技開發(fā)、培育地方特色產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展方面具有示范作用。項(xiàng)目涵括的內(nèi)容本項(xiàng)目包括：β—甘露聚糖酶、甘露寡糖漿或粉，并以甘露寡糖為基礎(chǔ)繼續(xù)合作開發(fā)新型的寡糖飼料添加劑。β—甘露聚糖酶是中國科學(xué)院微生物所承擔(dān)的國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（攻關(guān)課題編號(hào)85—03—04），該項(xiàng)目于1996年通過了國家級(jí)鑒定和驗(yàn)收；“β—甘露聚糖酶”的生產(chǎn)技術(shù)已申請(qǐng)國家專利（專利申請(qǐng)?zhí)枺?9102831.7）；“酶法生產(chǎn)甘露低聚糖”是中國科學(xué)院微生物所承擔(dān)的國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（攻關(guān)課題編號(hào)96－C03－01－01），已通過鑒定驗(yàn)收；“新型β—甘露聚糖酶的研制”獲2000年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，1999年度中國科學(xué)院技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)。技術(shù)方簡介1．中國科學(xué)院微生物研究所中國科學(xué)院微生物研究所是以應(yīng)用基礎(chǔ)和高技術(shù)創(chuàng)新為主體，從基礎(chǔ)研究到技術(shù)開發(fā)作縱深配置的綜合性研究所，科研活動(dòng)涉及微生物多樣性、微生物分子遺傳、生物技術(shù)創(chuàng)新等領(lǐng)域。現(xiàn)有職工400多人，其中院士4人，高級(jí)科研人員100多人。曾承擔(dān)并完成了多項(xiàng)國家、地方和國際合作項(xiàng)目，研究力量雄厚，具備大量精密儀器設(shè)備，在生命科學(xué)及生物技術(shù)研究領(lǐng)域，是國內(nèi)實(shí)力最強(qiáng)的單位之一。特別是在生物技術(shù)領(lǐng)域中的發(fā)酵工程、酶工程、糖工程等方面，為國內(nèi)處于領(lǐng)導(dǎo)地位。已取得科研成果300多項(xiàng)，26項(xiàng)獲國家科技獎(jiǎng)，為相關(guān)學(xué)科的發(fā)展、科技進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)繁榮做出了貢獻(xiàn)。2．項(xiàng)目課題組技術(shù)發(fā)明課題組的研究方向是極端微生物的研究與利用，除了基礎(chǔ)研究方面已經(jīng)取得突出的成績外，在應(yīng)用開發(fā)方面形成了特色與優(yōu)勢(shì)，尤其是在極端酶的開發(fā)應(yīng)用方面取得了較大成績。以極端酶進(jìn)行甘露寡糖的開發(fā)，在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要影響。課題組現(xiàn)有研究人員10多人，包括研究員2人，副研究員2人，助理研究員3人，博士、碩士研究生6人。3．主要專家馬延和：男，研究員，39歲。1983年畢業(yè)于南開大學(xué)生物系，1991年赴西班牙Alicante大學(xué)做訪問學(xué)者，1992年10月應(yīng)召回國。先后主持了國家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目，國家“863”海洋領(lǐng)域課題等。以第一人身份獲99年度中科院發(fā)明二等獎(jiǎng)，2000年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。1999年入選中科院知識(shí)創(chuàng)新青年科學(xué)家小組，現(xiàn)負(fù)責(zé)中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新等項(xiàng)目。薛燕芬：女，38歲，副研究員，1988年畢業(yè)于中科院研究生院，1996年在俄羅斯科學(xué)院進(jìn)修?，F(xiàn)負(fù)責(zé)中科院重大區(qū)系項(xiàng)目、中俄合作項(xiàng)目等。曾獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國科學(xué)院發(fā)明獎(jiǎng)等?，F(xiàn)負(fù)責(zé)中科院重點(diǎn)項(xiàng)目寡糖飼料添加劑的開發(fā)。周培瑾：男，62歲，研究員。1963年畢業(yè)于武漢大學(xué)。微生物所原所長，現(xiàn)任“微生物資源前期開發(fā)”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。曾主持完成了多項(xiàng)國家攻關(guān)、國家基金及中科院項(xiàng)目，曾獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中科院科技進(jìn)步獎(jiǎng)等。國內(nèi)的寡糖研發(fā)單位很多，在全國各生物技術(shù)相關(guān)的研究單位似乎大都能找到寡糖開發(fā)的蹤跡。參加國家“九五”攻關(guān)計(jì)劃“酶法生產(chǎn)低聚糖”一個(gè)專題的科研單位就有10多家，也基本代表了國內(nèi)寡糖開發(fā)的優(yōu)勢(shì)單位。從寡糖技術(shù)開發(fā)的核心上看，酶法合成、酶法降解、化學(xué)合成、化學(xué)降解為基本手段，而有產(chǎn)業(yè)化意義的是酶法生產(chǎn)。中科院微生物所是我國微生物學(xué)研究的權(quán)威單位，在發(fā)酵工程、酶工程、糖工程等領(lǐng)域具國內(nèi)公認(rèn)的“領(lǐng)先地位”，并一直是國內(nèi)寡糖開發(fā)的倡導(dǎo)和領(lǐng)導(dǎo)者。甘露寡糖研究組實(shí)際為極端微生物研究組，以極端酶介入寡糖的開發(fā)將繼續(xù)在國內(nèi)寡糖的技術(shù)開發(fā)上處于領(lǐng)先地位。同時(shí)，微生物所在開發(fā)的寡糖品種很多，具有很大技術(shù)后勁。今后的技術(shù)依托可以微生物所為基本單位，然后聯(lián)系相關(guān)優(yōu)勢(shì)單位。甘露寡糖的產(chǎn)業(yè)化前景1．甘露寡糖原料甘露寡糖是國際上競相開發(fā)的新型寡糖品種，美國已經(jīng)有化學(xué)合成產(chǎn)品，售價(jià)為98美元/克。甘露寡糖出口的意向價(jià)格為4萬美元/噸，而其生產(chǎn)成本不足6萬人民幣/噸。我國在九五期間寡糖產(chǎn)業(yè)已有所發(fā)展，異麥芽寡糖、果寡糖等已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其規(guī)模已有千噸級(jí)，而大部分產(chǎn)品的生產(chǎn)用酶尚依賴進(jìn)口。甘露寡糖的酶法生產(chǎn)技術(shù)是微生物所的一項(xiàng)擁有自主權(quán)的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)將逐步取代國外現(xiàn)有的化學(xué)合成方法。通過國家“八五”、“九五”攻關(guān)計(jì)劃，該項(xiàng)目完成了新型甘露聚糖酶的中試及擴(kuò)試生產(chǎn)，在國際上率先實(shí)現(xiàn)了葡萄甘露寡糖的酶解生產(chǎn)，開發(fā)出了甘露寡糖新產(chǎn)品。通過科技查新比較及專家鑒定，該技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。2．甘露寡糖下游產(chǎn)品微生物所已經(jīng)以甘露低聚糖為基礎(chǔ)研制開發(fā)了甘露低聚糖口服液，并于1997年獲得國家衛(wèi)生部頒發(fā)的保健食品證書。現(xiàn)在項(xiàng)目已經(jīng)轉(zhuǎn)讓，但受讓方?jīng)]有投入生產(chǎn)。甘露寡糖飼料添加劑與企業(yè)合作，已經(jīng)進(jìn)行了初步的動(dòng)物喂養(yǎng)試驗(yàn)，正在按照國家最新的規(guī)定進(jìn)行飼料添加劑證書的申報(bào)?？梢耘c技術(shù)方合作繼續(xù)開發(fā)保健品、飼料添加劑、甘露寡糖藥物等其他產(chǎn)品，進(jìn)一步合作研發(fā)或生產(chǎn)。寡糖原料產(chǎn)品生產(chǎn)方案推薦初期以小規(guī)模原料品生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)原料品的供、產(chǎn)、銷一體化。同時(shí)，逐步建立飼料添加劑的生產(chǎn)線，進(jìn)行下游產(chǎn)品的生產(chǎn)，還可以與微生物所等科研單位繼續(xù)合作組建國家級(jí)“寡糖生物工程中心”。甘露寡糖的生產(chǎn)的基本原料是魔芋精粉或田菁膠，這些在我國具有豐富的資源，而且期待高附加值開發(fā)。對(duì)原料的要求，除了合格的理化指標(biāo)，實(shí)際是其甘露多糖的含量。理化衛(wèi)生指標(biāo)有食品級(jí)的國家標(biāo)準(zhǔn)，而多糖含量雖說是越高越好，但對(duì)分子量等的質(zhì)量要求反而低，因此可以找到廉價(jià)的貨源。從出粉率上說，以一般的魔芋精粉或田菁膠為直接原料，寡糖的產(chǎn)率在50％以上。當(dāng)然，原料的品種、產(chǎn)地、加工方式等，都要進(jìn)行控制。魔芋精粉的市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)很大，一般年底收獲后的新產(chǎn)品價(jià)格，由于黏度、色澤等較好、出口量集中，價(jià)格就較高，報(bào)價(jià)2－5萬/噸都可以見到，而夏季前后，一般較便宜，1－3萬/噸也能找到。甘露寡糖以魔芋或田菁為原料，保守估計(jì)總收率為50%，即2噸魔芋精粉可以生產(chǎn)1噸甘露寡糖。建議初始采用小規(guī)模生產(chǎn)，2噸發(fā)酵罐，10噸糖化罐，每2天生產(chǎn)一個(gè)批次，每年共100個(gè)批次，總