地区：上海市 宝山区
关键词：武汉三江航天固德生物科技有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002842
成果描述：
| 课题来源：企业自选项目。相关背景：乳酸(Lactic Acid)是一种重要的高附加值有机酸，按其构型及旋光性可分为L-乳酸，D-乳酸、DL-乳酸三类。由于人体只具有代谢L-乳酸的L-乳酸脱氢酶，因此只有L-乳酸能被人体完全代谢利用，而D-乳酸和DL-乳酸过量摄入则有可能引起代谢紊乱甚至导致中毒，因此，在食品工业或医药应用的乳酸酯及聚乳酸需要L-乳酸为原料。高纯度精制L-乳酸不仅可应用于食品、饮料、医药、日用化工等领域，而且近年在石油、电子、纺织、皮革、塑料等各个工业领域应用也迅速拓展。尤其是进入21世纪以来，全球对环境保护和可持续发展问题日益重视，以单体高纯度L-乳酸聚合生成的聚乳酸（PLA）的生物可降解性和对环境友好的特性广受关注。L-乳酸的用途主要在以下几个方面：食品行业：主要用于糖果，饮料（如啤酒，葡萄酒及乳酸类饮料）等食品加工业中，作为酸味剂及口味调节剂，被称为绝对安全的食品添加剂，并且还可用于清凉饮料、蔬菜的加工和保鲜。医药行业：L-乳酸是一种重要的医药中间体，可用作生产红霉素林格氏液输液、L乳酸钙、L乳酸钠、L乳酸锌、L乳酸亚铁等药物，还可用作手术室、病房、实验室等杀菌消毒剂。化妆品：可用作滋润剂、保湿剂、皮肤更新剂、pH调节剂、去粉刺剂、去齿垢剂。农药行业：L-乳酸具有很高的生物活性，对农作物和土壤无毒无害，可用作生产新型环保农药，在日、美等发达国家已得到大力的推广。烟草行业：适量加入L-乳酸，可提高烟草的品质，并保持烟草的湿度；皮革制造业：可使皮革柔软细腻，从而提高皮革的品质；纺织工业：可用来处理纤维，可使之易着色，增加光泽和触感柔软。其他行业：除了以上用途外，L-乳酸还可用来生产生物降解塑料–聚乳酸和绿色环保溶剂-L乳酸甲酯、L乳酸乙酯等。产业存在的主要问题：正是由于L-乳酸具有上述重要性，中国原化学工业部在“八五”、“九五”计划中，均把它列入了重点鼓励发展的生物技术产品和精细化工产品目录。然而，由于工艺技术复杂，虽然经过多年攻关，中国的该产品生产技术仍然在较长时间内未能取得重大突破，迟迟难以形成大规模工业化生产。中国《生物产业发展“十一五”规划》，也将高附加值有机酸微生物发酵产品作为“十一五”期间产业化重点方向。据统计，全世界已形成L-乳酸近50万吨的市场需求，中国的L-乳酸市场需求也有10万吨左右，其中精制L-乳酸占70%左右，但国内年L-乳酸产量还不到5万吨，且产品纯度较低，生产成本较高，市场空缺大部分依靠进口解决。中国精制L-乳酸的需求将达到6～8万吨以上，但精制L-乳酸产业还面临一些问题亟待解决，主要体现在以下三个方面：国内产业化水平不高国内乳酸主要生产厂家有：河南金丹乳酸有限公司、江苏森达生物工程有限公司、宁夏昊凯生物科技有限公司、安徽丰原格拉特乳酸有限公司等。例如：河南金丹、江苏森达都存在乳酸发酵技术不成熟，导致乳酸纯度不高、产品质量不稳定的问题；宁夏昊凯采用膜分离技术对乳酸进行纯化，存在运行成本高的问题；丰原格拉特完全照搬国外技术，无自主知识产权，乳酸存在颜色易加深的缺陷。产品竞争力不强：国内乳酸生产企业生产的乳酸与国外产品在气味、风味以及耐热性上还是存在一定的差异，部分产品指标达不到高端客户的要求，如：乳酸的旋光度等指标，不能完全取代进口产品。生产成本高：近年来，随着生物质淀粉原料价格不断上涨，从而导致乳酸成品价格不断上涨，为了降低生产工艺综合成本，越来越多的学者关注精制提取过程工艺的优化研究。乳酸的提取精制占到了乳酸生产成本的一半以上，因此，以最低成本提取最优质的乳酸新技术是亟待解决的问题，近年来，很多国家在研究提取乳酸方面提出了新的方法，并在设计乳酸提取车间工厂时根据生产工艺极其产能的实际情况，选用合适的生产设备和最优的生产工艺，对工厂进行合理布局，在达到生产要求的基础上降低生产成本，从而实现效益的最大化。该项目针对高纯精制乳酸生产过程存在产成本偏高、产品纯度偏低、痕量杂质如还原糖不易去除、工艺路线过于复杂、收率低等问题，拟开发一种甲醇酯化耦合真空蒸馏法提取纯化乳酸的工业生产方法，从而提高产品的质量，推动产品在医药、香精香料等行业的应用，并有望促进产品的出口创汇等，具有重要的经济和社会效益。随着该项目技术成果的成功应用，不仅使中国高附加值有机酸持续健康发展获得科学、扎实的基础，而且可加速中国乳酸及其盐类和衍生物产品的发展，为高质量精制L-乳酸满足国内、走向世界创造条件，对于促进中国农业种植业发展和循环经济具有重要意义。 |
