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生物医药
饲料用甘露聚糖酶发酵生产技术


一、概况

    β—甘露聚糖酶是最重要的饲用酶制剂之一,是对玉米/豆粕型日粮最有效的饲用酶制剂,甘露聚糖是植物性饲料原料中除纤维素、木聚糖之外,分布最广泛、含量最高的一类半纤维素,特别是玉米/豆粕型日粮中最主要的抗消化粘性多糖是甘露聚糖。玉米和豆粕中甘露聚糖占非淀粉多糖的比例分别为11.7%和22.7%。大豆多糖可吸收自身重量七倍的水,并吸附多种微量元素,降低其生物利用率。畜禽和鱼类的消化酶系不含甘露聚糖酶,对这类物质的转化需要添加外源酶。

    β—甘露聚糖酶的另一个用途是从植物多糖转化制备甘露寡糖,它是效果确凿的新型益生物质,通过优化肠道微生态系,可以对宿主起到有益的保健功能,还能识别、粘附和排除病原微生物,调节机体免疫机能,提高畜禽生产性能。甘露寡糖可以替代抗生素的多种功能,而无抗药性等副作用,是一种前途广阔的无公害饲料添加剂。

二、技术介绍

    生产工艺流程图

    高密度发酵工艺流程:菌种 — 种子罐 — 发酵罐 — 放罐

    后加工工艺流程:发酵液 菌体分离 — 气流对撞干燥— 喷雾干燥 — 产品混合包装


    甘露聚糖酶功能:


    已广泛证实β—甘露聚糖酶对动物的生长发育具有一系列积极作用。包括:

    1) 促进动物生长,提高动物的饲料转化效率。

    2)可以促进营养分消化,改善动物肠道微生物生态,改善动物体的健康状况。

    3)可以降低肠道内容物的粘稠度,减少粪便排泄,减轻环境污染。

    4)可以提高微量元素的生物利用率。

    5)降解产物甘露寡糖可促进动物肠道有益菌的生长。

    6) β—甘露聚糖酶及降解产物甘露寡糖可正向刺激机体免疫活性。

    7) 降解产物甘露寡糖还能够吸附真菌毒素,减少抗生素等化学药物的使用, 是生产绿色动物食品的添加剂。

    8)利用该酶来水解棕榈仁、魔芋、田箐胶等以制备高纯度的甘露寡糖,其市场前景十分广阔。


三、市场分析
   
    甘露聚糖酶具有广泛的市场前景。目前,β-甘露聚糖酶在北美和欧洲市场已得到广泛的应用。美国ChemGen公司开发的β—甘露聚糖酶产品Hemicell®是国际市场上应用最广泛的饲用酶制剂之一。也是目前世界上用于玉米/豆粕型日粮的销售量最大的酶制剂。Hemicell®在中国的商品名是“和美酵素”,每吨售价60万元。

    与“和美酵素”相比,本项目极大地节约了生产成本。按照本项目的技术水平,含量为10000U/g的甘露聚糖酶制剂的生产成本约为180000元/吨。在饲料中的添加量500-1000g/t, 约1000-5000U/ t,每吨饲料的添加成本18元。因此本技术产品具有较好的利润空间和国际市场竞争力。 

四、投资分析


    采用本技术生产饲料用原酶,包括饲用甘露聚糖酶、木露聚糖酶、植酸酶,建成年产2000吨发酵液,即500吨原酶产品(规格 )为例,设备总投资约1500万元,需要员工59人,其中技术人员20人。主要原料为工业用葡萄糖,估算10000IU/g甘露聚糖酶产品生产成本为15-20万元/吨。

    添加甘露聚糖酶后,饲料报酬一般可提高4-12%,综合经济效益提高7-15%,即每吨饲料最终可多获利10元,除去酶添加剂添加成本后,每吨加酶饲料的应用可获利6元。我国2004年的配合饲料产量为9800万吨,如果三分之一应用,其经济效益将达到3.25亿元。