中國(guó)氨基丁酸行業(yè)市場(chǎng)投資戰(zhàn)略及運(yùn)行前景預(yù)測(cè)

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中國(guó)氨基丁酸行業(yè)雖然取得了快速發(fā)展，隨著人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)理念的不斷提升，對(duì)安全營(yíng)養(yǎng)、綠色健康、高純高效、具有防治疾病、美容減肥、保健作用（多功能）、多應(yīng)用領(lǐng)域的氨基丁酸產(chǎn)品需求增強(qiáng)，以及氨基丁酸在農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模初顯，其整個(gè)產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。因此，未來(lái)我國(guó)氨基丁酸行業(yè)提升空間較大。

γ-氨基丁酸(GABA)被譽(yù)為食品及藥品領(lǐng)域重要的組成元素之一,將γ-氨基丁酸作為一種理想的綠色原料應(yīng)用于食品及藥品當(dāng)中，可以有效地預(yù)防疾病，并提高身體機(jī)能。據(jù)中金企信國(guó)際咨詢公布的《2020-2026年中國(guó)氨基丁酸行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀研究及投資戰(zhàn)略咨詢報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：每天適當(dāng)攝取30-50毫克GABA可以有效地幫助身體遠(yuǎn)離疾病。根據(jù)研究資料：早在20世紀(jì)90年代中后期，許多含有GABA的食品就已經(jīng)出現(xiàn)在市面上，如富化米（日本）、可口可樂(lè)（美國(guó)）、鐵觀音茶（中國(guó)）等。目前，在日本和美國(guó)γ-氨基丁酸主要應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、化妝品、保健品、飼料中。在中國(guó)，γ-氨基丁酸(GABA)于2009年9月27日由國(guó)家衛(wèi)生部（第十二號(hào)公告）正式批準(zhǔn)的一種新資源食品，目前，該物質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于飲料、可可制品、巧克力制品、焙烤食品以及膨化食品當(dāng)中。

（1）微生物發(fā)酵法：以谷氨酸或其衍生物(谷氨酸鈉、富含谷氨酸的物質(zhì)等)為原料，利用酵母菌、乳酸菌和曲霉菌等食品安全級(jí)微生物發(fā)酵制得。目前主要用于發(fā)酵GABA的菌種有乳酸菌、紅曲霉和酵母菌，發(fā)酵產(chǎn)量以乳酸菌最高。不過(guò)，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)GABA處理過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，投入大、發(fā)酵周期長(zhǎng)、工業(yè)化難度大所以在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制。

（2）生物提純法：分離提取方法生產(chǎn)GABA是以天然產(chǎn)物或天然產(chǎn)物經(jīng)過(guò)加工后的副產(chǎn)物為原料，經(jīng)過(guò)提取、分離、提純制得，生產(chǎn)工藝安全，但成本較高。

（3）植物富集法：植物富集主要是利用內(nèi)源酶轉(zhuǎn)化制備GABA。植物組織中有兩條合成和轉(zhuǎn)化GABA的途徑：一條是由谷氨酸脫羧酶催化谷氨酸合成，一條由多胺降解，即植物體內(nèi)的腐胺在二胺氧化酶催化下脫胺形成H2O2、氨和4-氨基丁醛，4-氨基丁醛脫水形成1-吡咯啉，1-吡咯啉再在吡咯啉脫氫酶催化下生產(chǎn)GABA。實(shí)際上合成主要是利用第一條途徑，是植物組織對(duì)外界條件的應(yīng)激反應(yīng)。

植物富集GABA雖然制備工藝簡(jiǎn)單，但植物富集GABA含量較低，不適合規(guī)模化生產(chǎn)。

（4）?化學(xué)合成法：

①γ-氯丁氰法：以鄰苯二甲酰亞氨鉀和γ-氯丁氰為原料在強(qiáng)烈條件下反應(yīng)，所得產(chǎn)物與濃硫酸作用后再經(jīng)過(guò)水解制得產(chǎn)品GABA。

②丁酸與氨水法：以丁酸和氨水為原料，在γ射線照射條件下，可以得到GABA等。

③γ-丁內(nèi)酯和氯化亞砜法：γ-丁內(nèi)酯和氯化亞砜為原料在常壓下經(jīng)開環(huán)、氯代制得4-氯丁酰氯，再與甲醇進(jìn)行酯化得4-氯丁酸甲酯。在催化劑作用下與氨水溶液經(jīng)胺化、水解后分離、純化得γ-氨基丁酸，產(chǎn)品純度97.1％(HPLC法)，總收率72.5％(γ-丁內(nèi)酯)計(jì)。

以上三種化學(xué)合成工藝使用原料毒性大、價(jià)格昂貴、反應(yīng)條件苛刻、安全性較差和產(chǎn)物中有害物質(zhì)殘留嚴(yán)重，產(chǎn)品純度不高等缺點(diǎn)，不宜作為食品及飼料添加劑使用。

④吡咯烷酮開環(huán)法：

1）由吡咯烷酮與石灰乳開環(huán)制得：將生石灰用蒸餾水消化成石灰乳，抽入水解反應(yīng)釜，加吡咯烷酮，升溫至125-130℃，反應(yīng)壓力保持在0.29MPa，保溫反應(yīng)10-14h以上。反應(yīng)結(jié)束后降溫至30℃出料過(guò)濾，用蒸餾水洗滌。濾液加碳酸氫銨，直至無(wú)鈣離子檢出，再加活性炭在80℃保溫脫色30min，60℃過(guò)濾，用蒸餾水洗，洗液與濾液合并，在60℃減壓濃縮至析出結(jié)晶，加入乙醇，冷卻、過(guò)濾、干燥，得成品，收率為85%左右。此法反應(yīng)需要壓力，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，后處理繁瑣，同時(shí)需要溶劑加大成本的投入。

2）由吡咯烷酮與氫氧化鈉開環(huán)制得：

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用泵將吡咯烷酮泵入反應(yīng)釜中，將已用液壓泵泵入高位釜中的液堿在開動(dòng)攪拌的前提下滴入有吡咯烷酮的反應(yīng)釜中，用蒸汽加熱至60℃，保溫2個(gè)小時(shí)，然后用冷液冷卻至10℃放料，過(guò)濾得γ-氨基丁酸鈉濾液；然后進(jìn)入連續(xù)流體分離進(jìn)行轉(zhuǎn)化：γ-氨基丁酸鈉透析液進(jìn)入連續(xù)流體分離裝置，進(jìn)行連續(xù)酸性陽(yáng)離子交換柱進(jìn)行離子交換，將γ-氨基丁酸鈉轉(zhuǎn)化為γ-氨基丁酸溶液.反滲透濃縮：從連續(xù)流體分離裝置中出來(lái)的γ-氨基丁酸溶液在經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng)濃縮，得到γ-氨基丁酸濃縮液；往γ-氨基丁酸濃縮溶液中加入γ-氨基丁酸晶種，即可得到γ-氨基丁酸，脫水后經(jīng)重結(jié)晶、干燥、包裝得γ-氨基丁酸產(chǎn)品，總的轉(zhuǎn)化效率為90%。此法反應(yīng)時(shí)間短，但需要用到陽(yáng)離子交換法來(lái)除去鈉離子，需要多次脫鈉離子，因此就需要用到離子交換樹脂的再生，要用大量的鹽酸來(lái)再生，所以會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，加大環(huán)保設(shè)備的負(fù)擔(dān)。

3）由吡咯烷酮與固體堿開環(huán)制得：

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在1000mL帶攪拌、加熱、裝置的玻璃反應(yīng)釜中放入170mL水，再加入170g吡咯烷酮溶液，在攪拌下加入固體堿289g，然后加熱升溫至釜內(nèi)溫度在110℃，并繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)，結(jié)束反應(yīng)。降溫，將反應(yīng)液在27℃下過(guò)濾得到γ-氨基丁酸溶液，然后將γ-氨基丁酸溶液的體積在105℃下濃縮至一半，然后將γ-氨基丁酸溶液在5℃下冷卻結(jié)晶，干燥即得γ-氨基丁酸成品190.2?g。收率為92.33%,經(jīng)檢測(cè)γ-氨基丁酸主含量為99.6%。此法收率高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行，成本不高，對(duì)環(huán)境沒有危害。

（5）生物合成法：生物合成γ-氨基丁酸主要用米胚芽為原料的制備。國(guó)內(nèi)主要制備工藝如下：米胚芽提取物→添加碳源、氯源等配制培養(yǎng)基→接種微生物→發(fā)酵→過(guò)濾→干燥→γ-氨基丁酸成品。

國(guó)外主要生產(chǎn)工藝為：米胚芽→脫脂→γ-氨基丁酸富集（內(nèi)源酶作用）→提取→分離精制→濃縮滅菌→干燥→γ-氨基丁酸精粉。

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