领域编号
安徽省科技计划项目申报书
项 目 名 称
申 报 单 位:
主 管 部 门:
通 讯 地 址:
联系人、电话:
申 报 日 期: 利用小麦胚芽蛋白生产降压肽的应用开发 安徽省六本食品有限公司 太和县科技局
安徽省科学技术厅制
编 写 说 明
1、本申报书适用于申报安徽省科技厅科技计划项目立项时使用,并经主管部门审查签署意见后报送。
2、申报单位指项目第一承担单位。
3、主管部门指申报单位的所在市科委(科技局)或归口管理部门。
4、领域编号根据省科技厅发布的指南选择填写。
5、文本规格为A4开,封面格式不变,正文一律用小4号宋体字打印,标题用小4号黑体字打印。一式四份。
一、项目概述
高血压是当今国际社会最为流行的心血管疾病,根据世界卫生组织(WHO)估计,全球患高血压的病人已超过5亿。同时,高血压又是冠心病、脑中风、心脏及肾功能衰竭的主要发病因素,被称为无声的杀手。在患高血压病的人群中95%以上都是原发性高血压,在这些患者主要表现为体内血管紧张素转化酶Ⅰ(Angiotensin-Ⅰ Converting Enzyme, ACE)活性较高,目前国内外所开发的绝大多数抗高血压药品都是基于对ACE进行抑制而发挥作用的。尽管目前化学合成的抗高血压类的ACE抑制剂种类很多,而且效果也不错,但这些药品在临床应用上存在着许多不良反应,如降压过度、泌尿系统发生病变、持续性咳嗽、味觉失真、血管神经性水肿等。近年来的研究发现,一些来源于食品酶解产物中的短肽具有明显的抑制ACE并有效降低血压的功效,人们将这些短肽通称为降压肽(Angiotensin-Ⅰ Converting Enzyme inhibitory peptide, ACEIP)。降压肽来自于天然谷物蛋白,食用安全性高,无毒副作用,可长期口服用以到预防、控制、缓解及辅助治疗高血压。除降血压的功能外,降压肽还具有免疫调节、减肥和易于消化等功效。
积极开展降压肽的研究与开发具有重要的意义,一方面这种功能性产品的使用为人类高血压疾病的预防与治疗提供了一种新的措施,为人类的健康作出贡献,另一方面,降压肽主要是由天然谷物蛋白通过温和酶解及分离等方法生产出,也为粮食加工过程中所产生的大量富含蛋白质的副产品的深加工提供了一个高附加值的出路。
安徽省六本食品有限责任公司是一个以生产、经营“食品专用粉”为主的现代化面粉加工企业,年产富含蛋白质的胚芽粉近6000吨,目前这些产品尚未
的到很好的加工深加工利用。基于此,公司力图通过本次科研立项,加强利用小麦胚芽蛋白生产高品质和高效能降压肽的科学研究,拟利用2年的时间,研究摸清降压肽稳定、成熟的加工工艺,并在公司建立年产10吨降血肽生产中试车间,生产出降血压效果效果明显的中试产品,为进一步扩大生产规模奠定基础。
二、立项的背景和意义
在稻谷、小麦、玉米、大豆等主要粮食的加工过程中,常产生大量富含蛋白质的的副产品,对于这些蛋白质资源一般仅使用传统的技术进行加工处理,不仅严重浪费了宝贵的蛋白质资源,而且还造成环境污染等问题。利用最新的生物技术对这些蛋白质资源进行深加工,开发出功能性食品和药物已经成为目前国内外研究与发展的热点。
安徽省六本食品有限责任公司是阜阳市规模较大的重点招商引资企业之一,公司总投资1.2亿元,是以生产、经营“食品专用粉”为主,全线引进世界上最先进的瑞士布勒设备和国际上具有先进水平的配粉工艺,是安徽省设备最先进的现代化面粉加工企业。公司可年处理小麦20多万吨,年产面粉15万吨,麸皮5万吨,胚芽蛋白粉6千吨。除高度重视面粉的生产质量以外,公司还高度关注面粉加工副产品的开发利用,总投资1.68亿元年产600吨小麦胚芽油及936吨小麦胚芽油胶囊项目,已被列为安徽省2007年重点技改项目并上报国家发改委。该项目以“六本”公司的面粉加工平台为基础,采用超临界CO2流体萃取技术、生物技术、超微粉碎技术、微波技术、挤压技术等高新技术加工生产小麦胚芽油、天然VE、膳食纤维、戊聚糖等功能食品。
提取油脂后的小麦胚芽蛋白质含量高达30%左右,其中必需氨基酸与FAO/WHO颁布的模式接近,是一种优质的植物蛋白资源。利用这些宝贵的蛋白质
资源生产出高性能的降压肽产品,既可为人类健康作出重要贡献,又可大幅度提高小麦及其副产物的附加值,使农民不仅能从小麦种植环节获益,还能从加工环节获益,有利于提高安徽省小麦产业发展的水平,对带动小麦产业快速发展,调整安徽省农业产业结构,增加农业收入,具有重要作用。
三、国内外研究现状和发展趋势
有关降压肽开始于20世纪70年代,研究的重心主要集中在ACE对人体血压的调节机制及降压肽对ACE的竞争性抑制的作用机理方面:
1、CE对血压的调节作用
ACE是一种含锌二肽羧肽酶(Dippeptidly Carbononxypeptidase),相对分子量为120000~150000, 在人体组织及血浆中广泛存在,主要存在于血管内皮细胞内,在肺毛细血管细胞含量最为丰富。其作用主要有2个方面:一是将血管紧张素Ⅰ(Ang Ⅰ) 转换为血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ);二是同时降解激肽,使之失活。体内的肾素—血管紧张素系统(RAS)和激肽释放酶—激肽系统(KKS)对血压的调节起着重要作用。
RAS系统是体内重要的血压调控系统,直接参与血管收缩、代谢及交感神经的调节,是高血压产生的主要原因之一。RAS由血管紧张素原、肾素、血管紧张素转换酶及血管紧张素受体组成。肾素能将血管紧张素原水解释放出十肽的Ang Ⅰ。ACE是RAS系统的关键酶,Ang Ⅰ是ACE的底物,ACE能切下Ang Ⅰ羧基末端的二肽,使之变成Ang Ⅱ。在正常条件下,ACE是Ang Ⅱ生成的限速因素,ACE的活性决定于Ang Ⅱ产率。Ang Ⅱ是RAS系统中最主要的生物活性成分,是强有力的血管平滑肌收缩物质,按单位计算,升压作用比去甲肾上腺素强10~40倍。它作用于血管壁上的受体使周围小动脉和前毛细血管平滑肌直接收缩,
同时刺激醛固酮分泌,促进人体肾脏对 的重吸收,引起血量和钠潴留活量增加,使血压升高。而其前体Ang和Ang Ⅰ则无活性。KKS系统中的激肽的主要作用是作用于血管内皮的缓激肽受体促进一氧化氮和前列腺素等血管扩张因子的释放,促进血压下降。ACE在KKS系统中被称为激肽酶Ⅱ,它能使激肽失活,使KKS系统处于抑制状态,导致血管收缩血压升高。
RAS和KKS系统在血压调节方面是一对相互拮抗的体系,其平衡协调对维持正常血压十分重要。RAS产生具有升压作用的血管紧张素Ⅱ,KKS产生具有降压作用的舒缓激肽。RAS与KKS的平衡失调被认为是高血压发病的重要原因之一。由于ACE在RAS和KKS系统中对血压调节起着重要作用,抑制ACE活性对降低血压和积极的影响,因而寻找更有效的ACE抑制剂一直是高血压药物研究中的热点课题。
2、血压肽的作用机制
降血压肽是一类血管紧张素转换酶抑制剂,通过抑制ACE活性而达到降血压的作用。1965年,Ferreria从巴西毒蛇的毒汁中分离出一种多肽类的物质,能够增强缓激肽的作用,故将其称为缓激肽增强因子。后来又发现这种肽类物质有抑制血管紧张转换酶的作用,使血管紧张素 转变为紧张素 的过程发生障碍。1971年,Ondetti等人合成了BPFS成分之一的壬肽抗压素,这是第一个用于临床的。研究发现,ACE是一种金属肽酶,含有两个结合 的位点,即所谓“必须结合位点”。此外,还含有一个或几个“附加结合点”。 结合位是ACE催化反应的活性基团所在部位国。包括降血压肽在内的各种 的共同作用是与ACE活性部位的 结合,使之失活。ACEⅠ与此基因结合的强度及与附加结合点结合的数目决定了ACEⅠ作用的强度和持续时间。降血压肽是对ACE活性区域亲和力
较强的竞争性抑制剂,它们与ACE的亲和力比血管紧张素Ⅰ或舒缓激肽更强,而且也较不容易从ACE结合区释放,从而阻碍ACE催化水解血管紧张素Ⅰ成为血管紧张素Ⅱ以及催化水解舒缓激肽成为失活片段的两种生化反应过程,起降血压作用。
目前不同研究已经从牛奶蛋白、鱼贝类蛋白、玉米蛋白、大豆蛋白等食物中分离出不同的ACE抑制肽,并经过提外和体内实验证实这些肽具有较好的降压效果。但目前这些研究大多尚处于实验室研究阶段,尚没有成熟的产品上市,我公司力图借助该项目的研究,摸索出降压肽生产的成熟工艺,力争实现在国内首家形成成熟的降压肽产品的生产企业。
四、现有研究基础、特色和优势
安徽省六本食品有限责任公司在搞好面粉加工的同时,十分注重面粉加工副产品的深加工开发利用,与中国农业科学研究院合作的年产600吨小麦胚芽油及936吨小麦胚芽油胶囊项目,已被列为安徽省2007年重点技改项目并上报国家发改委。与安庆师范学院联合开发的利用麸皮酿酒项目也已经与近期建设投产。对于开展利用脱脂胚芽蛋白生产降压肽的工作,早在2004年,在安徽省教育厅开展的产学研结合活动中,我公司即与安庆师范学院进行了联合研究,目前研究已经取得阶段性成果,利用酶解技术所生产的功能肽作为营养添加剂添加到酒类产品中,取得了良好的经济效益。
我公司力图通过前连优质小麦生产基地,后接小麦副产品精深加工及综合利用,形成一个完整的产业链,形成自己的产业发展特色,力争在国内同类企业同居于领先水平。降压肽项目是一个有着广泛应用前景的项目,在前期所进行的大
量研究的基础上,我公司力图通过本项目的实施,成为国内首家生产出成熟降压肽的企业。
五、应用或产业化前景、科技发展或市场需求
心血管类疾病特别是高血压是人类健康的大敌,全球有五亿多人患有严重的心血管类疾病,我国有近1亿人患有不同程度的心血管类疾病,在中老年人群中高血压患者更是十分普遍。一旦该产品开发成功,由于其有着比化学合成类抗高血压药品无可比拟的优势,没有任何毒副作用,其市场前景极为广阔。
六、研究内容(含研究方案、技术路线、组织方式)
1、通过CO2超临界装置将胚芽中的油脂抽提出来;
2、采用酸沉降方法制备100%小麦胚芽蛋白;
3、采用碱性蛋白酶菌种发酵生产各种蛋白酶;
4、采用发酵产生的蛋白酶对所制备的小麦胚芽蛋白进行酶切;
5、采用葡聚糖凝胶柱对酶切所产生的各种短肽进行分离;
6、采用紫外分光光度计对所分离的短肽进行分析;
7、对所分离的短肽进行体外ACE抑制活性的检测;
8、采用高血压鼠(SHR)对所筛选出的目标短肽进行体内实验
9、建立年产10吨降压肽的中试车间;
10、生产出100Kg合格的中试产品,并经动物体内和体外实验证明具有较好的抗高血压的作用。
七、年度分阶段计划安排
2007年10月-2007年底:收集整理相关研究资料,制定研究方案,准备实验材料及实验用试剂药品;
2008年1月—2008年6月:开展微生物发酵生产蛋白酶,将胚芽蛋白提纯制备成100%蛋白溶液,并用发酵产生的蛋白酶对胚芽蛋白进行酶切,制备出含又各种短肽的混合溶液;对所制备的混合溶液进行分离提纯。
2008年7月—2008年12月: 对所获得的短肽进行体外ACE活性抑制实验,获得具有ACE抑制活性的目标短肽,并进行高血压鼠体内实验检验目标短肽的降血压效果。
2008年1月—2008年10月:建立降压肽中试车间,生产出具有明显降压效果的降压肽产品。
八、预期目标(含技术和经济指标)
1、研究摸清降压肽工业化生产稳定、成熟的技术路线与生产工艺;
2、建立年产10吨降压肽中试车间,为大规模工业化生产奠定基础。
3、生产降压肽产品100Kg,并经过体外ACE活性实验及动物体内实验证明具有较好抗高血压的效果。
4、发表论文4篇。
九、主要研究人员和单位简况及具备的条件
主要研究人员:
吴勇,男,安徽省六本食品有限公司总经理,
魏和平,男,43岁,博士,副教授,安庆师范学院生命科学系副主任,长期从事植物细胞生物学及中药材深加工研究,曾主持国家科技攻关项目、国家林业局项目、安徽省教育厅自然科学项目6项,发表论文20余篇。
吴彦,男,34岁,硕士,副教授,安庆师范学院生命科学系生物化学教研室主任,长期从事植物活性成分生物化学提取的研究,曾主持教育厅重点科技项目、青年教师基金项目3项。
单位简况及具备的条件:
具备的条件:本项目的前期研究主要在安庆师范学院生命科学系实验室进行,该系具备开展本项研究的所有实验仪器,如全自动生物发酵罐、CO2超临界装置,全自动液相色谱、超净工作台、高压灭菌锅、大容量离心机等。同时,参与该项目合作研究的安庆师范学院生命科学系的研究人员,从2004年开始即已开始有关从植物蛋白中分离提纯降压肽的研究,已经在该领域积累了丰富的研究经验,具备从事该项研究的能力。后期中试在安徽省六本食品有限公司进行,我公司是专门从事面粉加工的企业,公司年处理小麦20多万吨,年产面粉15万吨,麸皮4万吨,胚芽蛋白粉6千吨。公司未来优先发展的是面粉加工副产品的深加工,利用小麦麸皮发酵年产5000吨饮用酒的项目已经建设投产,总投资1.68亿元年产600吨小麦胚芽油及936吨小麦胚芽油胶囊项目,已被列为安徽省2007年重点技改项目并上报国家发改委。本公司对利用脱脂胚芽蛋白粉生产降压肽的研究项目十分重视,从2004年以来已经与安庆师范学院生命科学系开展合作,进行该项目的前期研究,目前已取得阶段性成果,本公司完全有能力、有信心进一步搞好降压肽的中试生产研究。
十、经费预算(含细化预算支出)
总经费:400万元,其中,安徽省科技厅科技项目经费160万元,企业自筹260万元
预算支出:
1、检测用酶剂、药品(美国Sigma公司): 20万元
2、高压液相色谱(日本岛津): 30万元
3、100L CO2超临界装置(国产): 60万元
4、大容量高速冷冻离心机(国产) 10万元
4、微生物发酵实验室建设: 40万元
5、降压肽生产中试车间建设 200万元
6、人员工资 30万元
7、其它 10万元
合计: 400万元
十一、项目的风险分析(含技术、市场、环境影响的风险分析等)
对于降压肽的研究已经持续了近30年的时间,有关其作用机理已经逐步明晰,生产技术逐步趋向成熟,本课题组从2004年以来一直开展降压肽工业化生产的前期研究,积累了大量的经验,对于开展该项目的研究技术上有保障。同时,从谷物蛋白中分离提纯降压肽的生产工艺中,主要采取生物酶制剂处理方法,不需要大规模化学处理,因此不存在环境污染问题,同时,生产蛋白酶的菌种也是用食品发酵中分离驯化而来,对人类和环境都没有任何危害,因此该项目的实施没有任何环境风险。一旦具有真正抗高血压功能的降压肽产品,其市场需求将十分巨大,企业也将获得丰厚的利益汇报,项目投资的风险较小。
十二、主管部门或评估机构的意见
十三、附件(包括项目主持人的身份证复印件)
领域编号
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主 管 部 门:
通 讯 地 址:
联系人、电话:
申 报 日 期: 利用小麦胚芽蛋白生产降压肽的应用开发 安徽省六本食品有限公司 太和县科技局
安徽省科学技术厅制
编 写 说 明
1、本申报书适用于申报安徽省科技厅科技计划项目立项时使用,并经主管部门审查签署意见后报送。
2、申报单位指项目第一承担单位。
3、主管部门指申报单位的所在市科委(科技局)或归口管理部门。
4、领域编号根据省科技厅发布的指南选择填写。
5、文本规格为A4开,封面格式不变,正文一律用小4号宋体字打印,标题用小4号黑体字打印。一式四份。
一、项目概述
高血压是当今国际社会最为流行的心血管疾病,根据世界卫生组织(WHO)估计,全球患高血压的病人已超过5亿。同时,高血压又是冠心病、脑中风、心脏及肾功能衰竭的主要发病因素,被称为无声的杀手。在患高血压病的人群中95%以上都是原发性高血压,在这些患者主要表现为体内血管紧张素转化酶Ⅰ(Angiotensin-Ⅰ Converting Enzyme, ACE)活性较高,目前国内外所开发的绝大多数抗高血压药品都是基于对ACE进行抑制而发挥作用的。尽管目前化学合成的抗高血压类的ACE抑制剂种类很多,而且效果也不错,但这些药品在临床应用上存在着许多不良反应,如降压过度、泌尿系统发生病变、持续性咳嗽、味觉失真、血管神经性水肿等。近年来的研究发现,一些来源于食品酶解产物中的短肽具有明显的抑制ACE并有效降低血压的功效,人们将这些短肽通称为降压肽(Angiotensin-Ⅰ Converting Enzyme inhibitory peptide, ACEIP)。降压肽来自于天然谷物蛋白,食用安全性高,无毒副作用,可长期口服用以到预防、控制、缓解及辅助治疗高血压。除降血压的功能外,降压肽还具有免疫调节、减肥和易于消化等功效。
积极开展降压肽的研究与开发具有重要的意义,一方面这种功能性产品的使用为人类高血压疾病的预防与治疗提供了一种新的措施,为人类的健康作出贡献,另一方面,降压肽主要是由天然谷物蛋白通过温和酶解及分离等方法生产出,也为粮食加工过程中所产生的大量富含蛋白质的副产品的深加工提供了一个高附加值的出路。
安徽省六本食品有限责任公司是一个以生产、经营“食品专用粉”为主的现代化面粉加工企业,年产富含蛋白质的胚芽粉近6000吨,目前这些产品尚未
的到很好的加工深加工利用。基于此,公司力图通过本次科研立项,加强利用小麦胚芽蛋白生产高品质和高效能降压肽的科学研究,拟利用2年的时间,研究摸清降压肽稳定、成熟的加工工艺,并在公司建立年产10吨降血肽生产中试车间,生产出降血压效果效果明显的中试产品,为进一步扩大生产规模奠定基础。
二、立项的背景和意义
在稻谷、小麦、玉米、大豆等主要粮食的加工过程中,常产生大量富含蛋白质的的副产品,对于这些蛋白质资源一般仅使用传统的技术进行加工处理,不仅严重浪费了宝贵的蛋白质资源,而且还造成环境污染等问题。利用最新的生物技术对这些蛋白质资源进行深加工,开发出功能性食品和药物已经成为目前国内外研究与发展的热点。
安徽省六本食品有限责任公司是阜阳市规模较大的重点招商引资企业之一,公司总投资1.2亿元,是以生产、经营“食品专用粉”为主,全线引进世界上最先进的瑞士布勒设备和国际上具有先进水平的配粉工艺,是安徽省设备最先进的现代化面粉加工企业。公司可年处理小麦20多万吨,年产面粉15万吨,麸皮5万吨,胚芽蛋白粉6千吨。除高度重视面粉的生产质量以外,公司还高度关注面粉加工副产品的开发利用,总投资1.68亿元年产600吨小麦胚芽油及936吨小麦胚芽油胶囊项目,已被列为安徽省2007年重点技改项目并上报国家发改委。该项目以“六本”公司的面粉加工平台为基础,采用超临界CO2流体萃取技术、生物技术、超微粉碎技术、微波技术、挤压技术等高新技术加工生产小麦胚芽油、天然VE、膳食纤维、戊聚糖等功能食品。
提取油脂后的小麦胚芽蛋白质含量高达30%左右,其中必需氨基酸与FAO/WHO颁布的模式接近,是一种优质的植物蛋白资源。利用这些宝贵的蛋白质
资源生产出高性能的降压肽产品,既可为人类健康作出重要贡献,又可大幅度提高小麦及其副产物的附加值,使农民不仅能从小麦种植环节获益,还能从加工环节获益,有利于提高安徽省小麦产业发展的水平,对带动小麦产业快速发展,调整安徽省农业产业结构,增加农业收入,具有重要作用。
三、国内外研究现状和发展趋势
有关降压肽开始于20世纪70年代,研究的重心主要集中在ACE对人体血压的调节机制及降压肽对ACE的竞争性抑制的作用机理方面:
1、CE对血压的调节作用
ACE是一种含锌二肽羧肽酶(Dippeptidly Carbononxypeptidase),相对分子量为120000~150000, 在人体组织及血浆中广泛存在,主要存在于血管内皮细胞内,在肺毛细血管细胞含量最为丰富。其作用主要有2个方面:一是将血管紧张素Ⅰ(Ang Ⅰ) 转换为血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ);二是同时降解激肽,使之失活。体内的肾素—血管紧张素系统(RAS)和激肽释放酶—激肽系统(KKS)对血压的调节起着重要作用。
RAS系统是体内重要的血压调控系统,直接参与血管收缩、代谢及交感神经的调节,是高血压产生的主要原因之一。RAS由血管紧张素原、肾素、血管紧张素转换酶及血管紧张素受体组成。肾素能将血管紧张素原水解释放出十肽的Ang Ⅰ。ACE是RAS系统的关键酶,Ang Ⅰ是ACE的底物,ACE能切下Ang Ⅰ羧基末端的二肽,使之变成Ang Ⅱ。在正常条件下,ACE是Ang Ⅱ生成的限速因素,ACE的活性决定于Ang Ⅱ产率。Ang Ⅱ是RAS系统中最主要的生物活性成分,是强有力的血管平滑肌收缩物质,按单位计算,升压作用比去甲肾上腺素强10~40倍。它作用于血管壁上的受体使周围小动脉和前毛细血管平滑肌直接收缩,
同时刺激醛固酮分泌,促进人体肾脏对 的重吸收,引起血量和钠潴留活量增加,使血压升高。而其前体Ang和Ang Ⅰ则无活性。KKS系统中的激肽的主要作用是作用于血管内皮的缓激肽受体促进一氧化氮和前列腺素等血管扩张因子的释放,促进血压下降。ACE在KKS系统中被称为激肽酶Ⅱ,它能使激肽失活,使KKS系统处于抑制状态,导致血管收缩血压升高。
RAS和KKS系统在血压调节方面是一对相互拮抗的体系,其平衡协调对维持正常血压十分重要。RAS产生具有升压作用的血管紧张素Ⅱ,KKS产生具有降压作用的舒缓激肽。RAS与KKS的平衡失调被认为是高血压发病的重要原因之一。由于ACE在RAS和KKS系统中对血压调节起着重要作用,抑制ACE活性对降低血压和积极的影响,因而寻找更有效的ACE抑制剂一直是高血压药物研究中的热点课题。
2、血压肽的作用机制
降血压肽是一类血管紧张素转换酶抑制剂,通过抑制ACE活性而达到降血压的作用。1965年,Ferreria从巴西毒蛇的毒汁中分离出一种多肽类的物质,能够增强缓激肽的作用,故将其称为缓激肽增强因子。后来又发现这种肽类物质有抑制血管紧张转换酶的作用,使血管紧张素 转变为紧张素 的过程发生障碍。1971年,Ondetti等人合成了BPFS成分之一的壬肽抗压素,这是第一个用于临床的。研究发现,ACE是一种金属肽酶,含有两个结合 的位点,即所谓“必须结合位点”。此外,还含有一个或几个“附加结合点”。 结合位是ACE催化反应的活性基团所在部位国。包括降血压肽在内的各种 的共同作用是与ACE活性部位的 结合,使之失活。ACEⅠ与此基因结合的强度及与附加结合点结合的数目决定了ACEⅠ作用的强度和持续时间。降血压肽是对ACE活性区域亲和力
较强的竞争性抑制剂,它们与ACE的亲和力比血管紧张素Ⅰ或舒缓激肽更强,而且也较不容易从ACE结合区释放,从而阻碍ACE催化水解血管紧张素Ⅰ成为血管紧张素Ⅱ以及催化水解舒缓激肽成为失活片段的两种生化反应过程,起降血压作用。
目前不同研究已经从牛奶蛋白、鱼贝类蛋白、玉米蛋白、大豆蛋白等食物中分离出不同的ACE抑制肽,并经过提外和体内实验证实这些肽具有较好的降压效果。但目前这些研究大多尚处于实验室研究阶段,尚没有成熟的产品上市,我公司力图借助该项目的研究,摸索出降压肽生产的成熟工艺,力争实现在国内首家形成成熟的降压肽产品的生产企业。
四、现有研究基础、特色和优势
安徽省六本食品有限责任公司在搞好面粉加工的同时,十分注重面粉加工副产品的深加工开发利用,与中国农业科学研究院合作的年产600吨小麦胚芽油及936吨小麦胚芽油胶囊项目,已被列为安徽省2007年重点技改项目并上报国家发改委。与安庆师范学院联合开发的利用麸皮酿酒项目也已经与近期建设投产。对于开展利用脱脂胚芽蛋白生产降压肽的工作,早在2004年,在安徽省教育厅开展的产学研结合活动中,我公司即与安庆师范学院进行了联合研究,目前研究已经取得阶段性成果,利用酶解技术所生产的功能肽作为营养添加剂添加到酒类产品中,取得了良好的经济效益。
我公司力图通过前连优质小麦生产基地,后接小麦副产品精深加工及综合利用,形成一个完整的产业链,形成自己的产业发展特色,力争在国内同类企业同居于领先水平。降压肽项目是一个有着广泛应用前景的项目,在前期所进行的大
量研究的基础上,我公司力图通过本项目的实施,成为国内首家生产出成熟降压肽的企业。
五、应用或产业化前景、科技发展或市场需求
心血管类疾病特别是高血压是人类健康的大敌,全球有五亿多人患有严重的心血管类疾病,我国有近1亿人患有不同程度的心血管类疾病,在中老年人群中高血压患者更是十分普遍。一旦该产品开发成功,由于其有着比化学合成类抗高血压药品无可比拟的优势,没有任何毒副作用,其市场前景极为广阔。
六、研究内容(含研究方案、技术路线、组织方式)
1、通过CO2超临界装置将胚芽中的油脂抽提出来;
2、采用酸沉降方法制备100%小麦胚芽蛋白;
3、采用碱性蛋白酶菌种发酵生产各种蛋白酶;
4、采用发酵产生的蛋白酶对所制备的小麦胚芽蛋白进行酶切;
5、采用葡聚糖凝胶柱对酶切所产生的各种短肽进行分离;
6、采用紫外分光光度计对所分离的短肽进行分析;
7、对所分离的短肽进行体外ACE抑制活性的检测;
8、采用高血压鼠(SHR)对所筛选出的目标短肽进行体内实验
9、建立年产10吨降压肽的中试车间;
10、生产出100Kg合格的中试产品,并经动物体内和体外实验证明具有较好的抗高血压的作用。
七、年度分阶段计划安排
2007年10月-2007年底:收集整理相关研究资料,制定研究方案,准备实验材料及实验用试剂药品;
2008年1月—2008年6月:开展微生物发酵生产蛋白酶,将胚芽蛋白提纯制备成100%蛋白溶液,并用发酵产生的蛋白酶对胚芽蛋白进行酶切,制备出含又各种短肽的混合溶液;对所制备的混合溶液进行分离提纯。
2008年7月—2008年12月: 对所获得的短肽进行体外ACE活性抑制实验,获得具有ACE抑制活性的目标短肽,并进行高血压鼠体内实验检验目标短肽的降血压效果。
2008年1月—2008年10月:建立降压肽中试车间,生产出具有明显降压效果的降压肽产品。
八、预期目标(含技术和经济指标)
1、研究摸清降压肽工业化生产稳定、成熟的技术路线与生产工艺;
2、建立年产10吨降压肽中试车间,为大规模工业化生产奠定基础。
3、生产降压肽产品100Kg,并经过体外ACE活性实验及动物体内实验证明具有较好抗高血压的效果。
4、发表论文4篇。
九、主要研究人员和单位简况及具备的条件
主要研究人员:
吴勇,男,安徽省六本食品有限公司总经理,
魏和平,男,43岁,博士,副教授,安庆师范学院生命科学系副主任,长期从事植物细胞生物学及中药材深加工研究,曾主持国家科技攻关项目、国家林业局项目、安徽省教育厅自然科学项目6项,发表论文20余篇。
吴彦,男,34岁,硕士,副教授,安庆师范学院生命科学系生物化学教研室主任,长期从事植物活性成分生物化学提取的研究,曾主持教育厅重点科技项目、青年教师基金项目3项。
单位简况及具备的条件:
具备的条件:本项目的前期研究主要在安庆师范学院生命科学系实验室进行,该系具备开展本项研究的所有实验仪器,如全自动生物发酵罐、CO2超临界装置,全自动液相色谱、超净工作台、高压灭菌锅、大容量离心机等。同时,参与该项目合作研究的安庆师范学院生命科学系的研究人员,从2004年开始即已开始有关从植物蛋白中分离提纯降压肽的研究,已经在该领域积累了丰富的研究经验,具备从事该项研究的能力。后期中试在安徽省六本食品有限公司进行,我公司是专门从事面粉加工的企业,公司年处理小麦20多万吨,年产面粉15万吨,麸皮4万吨,胚芽蛋白粉6千吨。公司未来优先发展的是面粉加工副产品的深加工,利用小麦麸皮发酵年产5000吨饮用酒的项目已经建设投产,总投资1.68亿元年产600吨小麦胚芽油及936吨小麦胚芽油胶囊项目,已被列为安徽省2007年重点技改项目并上报国家发改委。本公司对利用脱脂胚芽蛋白粉生产降压肽的研究项目十分重视,从2004年以来已经与安庆师范学院生命科学系开展合作,进行该项目的前期研究,目前已取得阶段性成果,本公司完全有能力、有信心进一步搞好降压肽的中试生产研究。
十、经费预算(含细化预算支出)
总经费:400万元,其中,安徽省科技厅科技项目经费160万元,企业自筹260万元
预算支出:
1、检测用酶剂、药品(美国Sigma公司): 20万元
2、高压液相色谱(日本岛津): 30万元
3、100L CO2超临界装置(国产): 60万元
4、大容量高速冷冻离心机(国产) 10万元
4、微生物发酵实验室建设: 40万元
5、降压肽生产中试车间建设 200万元
6、人员工资 30万元
7、其它 10万元
合计: 400万元
十一、项目的风险分析(含技术、市场、环境影响的风险分析等)
对于降压肽的研究已经持续了近30年的时间,有关其作用机理已经逐步明晰,生产技术逐步趋向成熟,本课题组从2004年以来一直开展降压肽工业化生产的前期研究,积累了大量的经验,对于开展该项目的研究技术上有保障。同时,从谷物蛋白中分离提纯降压肽的生产工艺中,主要采取生物酶制剂处理方法,不需要大规模化学处理,因此不存在环境污染问题,同时,生产蛋白酶的菌种也是用食品发酵中分离驯化而来,对人类和环境都没有任何危害,因此该项目的实施没有任何环境风险。一旦具有真正抗高血压功能的降压肽产品,其市场需求将十分巨大,企业也将获得丰厚的利益汇报,项目投资的风险较小。
十二、主管部门或评估机构的意见
十三、附件(包括项目主持人的身份证复印件)