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我國花生四烯酸(ARA)生產技術處于國際先進水平

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ARA——花生四烯酸(Arachidonic Acid)的簡稱,又稱二十碳四烯酸,是一種多不飽和脂肪酸。ARA作為人體生長和發育所必需的脂肪酸之一,對于嬰幼兒大腦和神經系統的發育至關重要。

在人體中,ARA是含量最高、分布最廣的一種多不飽和脂肪酸,尤其是在大腦和神經組織中,ARA的含量一般占總不飽和脂肪酸的40%-50%,在神經末梢甚至高達70%。ARA的缺乏會影響人體健康和嬰幼兒的智力發育。嬰幼兒難以合成生長發育所需的足量ARA,常規的食用植物油中ARA含量也很少,因此需在食物、尤其是針對特殊人群的食物中添加ARA以滿足人體的需要。


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傳統的ARA來源主要有蛋黃、動物臟器。早期的ARA一般從動物肝臟或蛋黃中獲得,但其含量非常低,無法滿足市場需求。20世紀90年代,美國馬泰克公司及日本三得利公司開始研究高山被孢霉發酵生產ARA,這種經誘變選育后的真菌能代謝并在菌絲體中積聚超過40%的ARA。1995年,美國馬泰克公司通過發酵法生產得到ARA的產品,實現工業化生產ARA產品。1998年全球第一個添加ARA和藻油DHA的嬰幼兒配方奶粉面世。

1999年,我國衛生部正式批準了ARA在嬰兒配方食品中的添加。同年,武漢烯王生物技術有限公司(嘉必優的前身)率先從中科院等離子體物理研究所引進離子束生物工程技術選育開發出的高山被孢霉菌株,發酵法生產ARA,并于2003年成功實現了ARA的產業化,建成國內第一家ARA產業基地,填補了我國在該領域的空白,使我國ARA產業實現了從無到有的歷史性突破。更重要的是,ARA的國產化大力推動了我國奶粉行業的產業升級,同年,我國第一款添加ARA和DHA的嬰幼兒配方粉面世。


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近年來,利用高山被孢霉發酵法生產ARA因其產品中ARA含量高且油脂組成合理等優點,一直作為工業化生產的主要方式。目前大量的研究工作仍在菌種選育、發酵工藝優化、提取工藝等領域展開,涉及ARA產品生產過程的各個方面及各個環節,行業技術水平不斷提升,產品應用領域持續拓展。同時對于ARA研究的不斷深入,其更廣泛的作用也被陸續發現:ARA是機體一系列生理調節激素的前體物質,對脂代謝、糖代謝、凝血機制、肌肉生長、睡眠及免疫反應等生理活動具有調節作用。隨著人們對于ARA營養價值重要性認識的逐步提升,以及對于嬰幼兒營養的日益重視,ARA作為一種重要的功能性油脂,在嬰幼兒配方食品、健康食品和生物醫藥等領域的需求逐步增長,直接帶動全球ARA產業的持續發展。有數據顯示,2018年全球ARA市場銷量達到3,091噸,預計到2025年將超過4千噸,2019-2025年期間的復合年增長率將達到5%左右,未來幾年呈平穩增長態勢。

嘉必優生物技術(武漢)股份有限公司(前身為武漢烯王)是目前國內最大的ARA產品供應商,也是國際ARA產品競爭的最重要國內參與者。在菌種選育、發酵、分離純化、微膠囊包埋、產品應用及檢測等方面已掌握核心技術,并形成知識產權。


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嘉必優生產工藝處于行業領先水平。在發酵系統中,裝配了先進氣流分布器的發酵罐,可提高發酵效率和降低能耗;流程氣體分析儀器可實時監控菌體的代謝情況,并在線實時精細調控發酵過程的關鍵參數,保障高生產效率和產品品質。嘉必優自主研發的低溫二次包埋微膠囊系統是粉劑產品的核心制造裝備,其在線剪切、二次包埋等工藝大幅提升了粉劑產品的包埋率,進而大幅提升了粉劑產品的感官性狀和穩定性。

由于產品生產工藝復雜,為保障產品質量和提高生產效率,嘉必優采用自動化控制系統對全工藝流程的關鍵參數進行在線實時、自動化控制,如發酵過程中的發酵溫度、培養液濃度、投料時間、攪拌速度等參數,生產過程中的壓力、溫度、反應時間等參數,目前微膠囊粉劑生產的配料及噴霧干燥等生產工藝環節已實現全自動化控制。


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配料、補料及發酵的溫度和pH調控都會對ARA及DHA等產品的發酵造成較大影響,僅僅規定參數并不能獲得最優結果,需要根據發酵過程中的代謝表現進行判斷,實時調節各工藝參數,嘉必優通過多年的產業化經驗,將工藝參數判斷的準則和自動控制系統相結合,構成了ARA及DHA等產品的精細調控技術。

嘉必優承擔及參與了多項國家及省市科技攻關項目,其中包括“花生四烯酸發酵生產關鍵技術創新及工藝集成”、“二十二碳六烯酸發酵生產的關鍵技術創新及產業化”等國家“863”計劃項目,以及 “β-胡蘿卜素生產關鍵技術研究”湖北省科技創新專項重大項目、“藻油DHA產業化”武漢市高技術產業化發展項目等。嘉必優還主導起草了國家標準《食品安全國家標準食品添加劑花生四烯酸油脂(發酵法)》(GB26401-2011)、參與起草了國家標準《食品安全國家標準食品添加劑二十二碳六烯酸油脂(發酵法)》(GB26400-2011)。2016年,嘉必優“油料功能脂質高效制備關鍵技術與產品創制”項目獲得國務院頒發的國家科學技術進步二等獎,這是國內ARA、DHA領域少有的被授予國家科技進步獎的公司。

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Grand View Research數據顯示,2018年,全球ARA市場規模已經接近2億美元,預計2019-2025年期間的復合年增長率為7%左右,到2025年規模將達到3億美元,。目前,嘉必優ARA油脂通過了FSSC22000食品安全體系、歐盟NOVEL FOOD和美國FDA GRAS認證,產品已完成在歐盟、美國、新西蘭等國家和地區的市場準入備案。嘉必優的產品和技術正在全球范圍內有步驟地實施專利戰略布局。同時,嘉必優建立了覆蓋國內外的營銷網絡,通過與國內外嬰幼兒配方食品領域的知名企業合作,包括嘉吉、達能、貝因美、伊利、湯臣倍健等,嘉必優產品銷往30多個國家或地區。



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