应用现代生物技术开展辣椒新品种技术研究与示范立项申报建议书Word文档格式.docx
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一是辣椒种性退化,严峻阻碍规模效益。
由于长期种植种性慢慢退化,加上品种混杂加倍重退化,抗疫病和病毒病的能力较差,亩产仅100千克左右。
辣椒个体大小、色泽不同明显,严峻阻碍了外观质量,出口容易受阻,加上没有在食物生产上形成知名品牌,表现不出规模效益。
二是缺乏高辣椒素和辣椒红色素含量的加工专用型品种,是辣椒产业效益最终不高的关键。
辣椒中所含有的辣椒红色素是一种优良的天然食用色素,已被FAO、美、英、日、中等国际组织和国家定为无穷制性利用的天然食物添加剂,其国际市场超级紧俏,市场前景广漠;
而辣椒素那么在食物工业、医学和军事上都具有普遍的用途,市场前景广漠。
但由于**辣椒其辣椒素含量平均仅为%,约相当于4万“史高维尔”辣度国际单位,色素仅有10个色价左右,致使企业加工微利,严峻阻碍了辣椒产业的进展和效益提升。
辣椒种植业规模进展的同时,加工流通企业已取得不断进展,以****天然辣素有限公司为代表的深加工企业,在省科技厅的支持下通过省院省校合作引进辣椒红色素和辣椒素提取技术,形成规模生产,年生产能力达到240吨,由于采取三种溶剂同时萃取,一次投料能够同时取得辣椒素和辣椒红色素两个产品,其辣椒素和辣椒红色素的提取工艺技术先进,该公司是**省首家取得国家颁发的食物添加剂工业品生产许可证的企业,并通过了ISO9001:
2000质量治理体系认证、食物平安部系HACCP的认证,也是国内食物添加剂行业第二家通过以上认证的企业,现已成为国内食物添加剂行业的知名企业,所生产产品辣椒素和辣椒红色素品质优良,一直处于供不该求状态。
辣椒中的辣味成份为辣椒素类物质,是具有辛辣剌激性的活血管香草胺合成的衍生物,要紧成份之一为辣椒素。
辣椒中的要紧辣味成份?
?
辣椒素Capsaicin,又名辣椒碱、辣椒辣素,最先由Thres1876从辣椒果实中分离出来,并为它命名。
其化学名称为8-甲基-6-癸烯香草基胺,分子式为C18H27NO3,是香草基胺的酰胺衍生物,其化学结构式为:
H3COHO-C6H3-CH2-NH-CO-CH24CHCHCHCH32。
尔后又有一些辣椒素的同系物从辣椒果实中被发觉,它们统称为辣椒素类物质。
迄今为止,已发觉辣椒素同系物约十四种以上,其同系物结构类似辣椒素,为:
H3COHO-C6H3-CH2-NH-CO-R,彼此之间只是R基团有所不同。
其中辣椒素75%辣味最强郭建明等,1998,与二氢辣椒素Dihydrocapsaicin共占辣椒所含辣味物质的90%以上,其余同系物仅占少量Constantetal,1996。
最近在甜椒果实中发觉两种无辣味的类辣椒素物质辣椒素酯Capsiate和二氢辣椒素Dihydrocapsiate,研究者推测是辣椒素类物质合成的前体物,但还需要进一步研究证明(KenjiKobata,etal,1998)。
辣椒素纯品呈单斜长方形片状无色结晶,熔点65℃,沸点65℃~220℃,易溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿,微溶于二硫化碳。
辣椒素可被水解为香草基胺和癸烯酸,因其具有酚羟基而呈弱酸性,并能够与斐林试剂Folin发生呈色反映。
八十年代初,Iwai1979等人利用同位素示踪技术、电子密度扫描显微镜等先进技术对辣椒素的形成做了详细研究,以为辣椒素要紧在果实胎座表皮细胞的液泡中形成积存,并通过子房隔膜运输到果肉表皮细胞的液泡中积存。
同时Jinap1992研究以为,辣椒素在果实中的含量极不均匀,胎座中含量最高,果肉次之,种子中含量最低。
而且不同辣椒品种的总辣椒素含量转变超级大,大多数品种辣椒鲜果中的辣椒素含量在~%之间。
辣椒素是由香草基胺和C9支链脂肪酸两部份组成。
香草基胺部份是由芳香族氨基酸苯丙氨酸衍生而来,支链脂肪酸部份那么是由缬氨酸衍生而来。
由于辣椒素合成的酚类前体物:
对香豆酸Coumaricacid、苯丙氨酸、咖啡酸Cafficacid、3-甲氧基-4-羟基肉桂酸Ferulic、香草醛Vanillin等同时是蛋白质、生物碱、类黄酮和木质素的合成前体物HallandYeoman,1991,因此辣椒素的生物合成与其它生物合成途径存在着竞争一起前体的问题,因此如能通过代谢调剂或基因调控最大限度地增进辣椒素的生物合成,那么对辣椒素的生产具有重大意义。
Fujiwake1980研究以为,辣椒素合成酶是辣椒素合成中的关键酶要紧定位于果实胎座表皮细胞的液泡膜上,同时是辣椒素合成进程中最后一个酶,也是关键性的限速酶,因此如能对辣椒素合成酶进行基因克隆,促使其在果实和细胞中充分表达,然后挑选出高辣椒素的突变体,培育出转基因高辣椒素的辣椒品种等将成为可能,这也会大大增进辣椒素的生产,知足社会需求。
辣椒素的降解主若是通过辣椒果实中过氧化酶Peroxidase氧化而完成的。
Bernal等1993研究发觉,辣椒素在过氧化物酶POD的作用下,转化为其它次生物质,降低辣椒果实中辣椒素的含量。
他进一步研究发觉过氧化物酶,专门是碱性过氧化酶同工酶B6与辣椒素一起定位于胎座表皮细胞的液泡中,它能强烈氧化辣椒素及其酚类前体物。
Bernal等1995用凝胶渗透层析柱分析了过氧化物酶氧化辣椒素的产物特性。
结果说明:
辣椒素的氧化产物要紧有5’,5-二辣椒素聚合体5’,5-dicapsaicin、4’-0-5二辣椒素酯4’-0-5dicapsinether和一些高度聚合的脱氢产物BernalandRosBarcelo,1996。
这些氧化产物都具有类木质素Lignin-like特性,说明在辣椒素的降解代谢中存在着氧化竞争库,辣椒素合成的酚类前体物于辣椒素竞争氧化产生了类木质素物质,用于细胞壁的组成。
辣椒素能够增进肾上腺分泌儿茶酚胺并显著抑制蜡性芽孢杆菌及枯草杆菌,具有抗病菌、抗肿瘤和镇痛消炎作用,还可作为健胃剂,增进食欲、改善消化等生物学功能(狄云等,2000)。
动物采食后,能增进胃液分泌、增强食欲,增进血液循环,提高机体的抗病能力,还有驱虫、发汗等功效,可用于动物的腹泻、炎症等疾病防治郭建明等,1998。
郑春泉等2000还研究发觉,应用辣椒素局部医治有抑制或延缓鼻息肉术后复发的作用。
因此,辣椒素在食物餐饮、畜禽饲料与医疗药品等方面具有较高的应用价值。
辣椒素普遍应用于食物、医学、军事和环保等领域,保守估量,目前世界上对辣椒素的市场需求量已超过4000吨/年,而世界总生产能力不足2000吨,需求缺口高达50%;
而辣椒红色素作为一种优良的天然食用色素普遍运用于人们生活的各个领域,目前在发达国家已限制利用乃至明令不得利用,其国际市场超级紧俏,市场前景广漠,估量全世界对辣椒红色素的需求已达3000吨/年。
色素分为天然色素和合成色素两类。
合成色素长期食用将阻碍人体健康乃至致癌,而天然色素是以自然界的各类无毒植物为原料,用提取、分离、精制的方式取得,它无毒、无害,含有各类维生素和氨基酸,是我国色素工业进展的必然趋势。
而辣椒红色素那么是国际上公认的最平安、用途最广的天然食用色素。
辣椒素和辣椒红色素是以辣椒为原料,运用溶剂萃取法提取纯化而得的产品,是具有广漠市场前景的绿色产品。
依照农业生物技术应用国际效劳组织(ISAAA)在北京发布的《全世界转基因作物概况报告》,转基因生物育种已成为最具活力的一项现代农业技术,其进展势头已不可逆转。
基因是一切生物细胞内决定遗传特性的最小单位。
在原有品种基础上对遗传基因进行改造和转移,基因工程能使育种进程更为精准、更有预见性、效率更高,因此更具进展潜力,现已成为新品种培育的重要途径。
目前国内外均缺乏辣椒红色素和辣椒素含量高的专用型辣椒加工品种,尤其是缺乏两素含量都高的品种,其选育种工作也一直是国内外该领域中一项十分薄弱的环节,因此难以通过一样育种方式解决解决那个问题。
拟应用现代生物技术定向培育辣椒加工专用新品种,解决好辣椒原料种植问题,知足企业加工需求,做大做强辣椒产业。
为适应市场要求,提高辣椒产业效益,充分利用****丰硕的辣椒资源,****天然辣素有限公司和项目合作单位、项目参与单位提出应用现代生物技术加速辣椒产业化进程技术研究与示范项目。
项目的实施能够增进辣椒种植业高效进展,辣椒初加工向深加工进展,延长辣椒产业链,加速产业化进程。
项目建设牢牢依托本地资源,进展特色经济、开发特色农业,符合**省委、省政府提出的“绿色经济强省”思路和国家加速现代农业产业化建设要求,其项目建设具有区域性经济和社会进展的必要性。
二、项目要紧申请单位概况
(一)****天然辣素有限
****天然辣素有限公司成立于2003年,公司位于**县**镇,占地面积45亩,注册资金500万元,总资产3700万元。
拥有职工队伍95人,其中:
高级职称4人,中级职称9人。
公司拥有自主知识产权的提取工艺及配方。
要紧产品有:
辣椒碱、辣椒精、红辣素、辣椒红色素等。
是国内第一家以生产辣素为主的高科技企业,是**省首家、国内第二家食物添加剂行业取得国家颁发的食物添加剂工业品生产许可证的企业,已通过ISO9001:
2000质量治理体系认证、食物平安部系HACCP?
EC?
01的认证。
目前已形成辣椒素300吨,辣椒红色素450吨生产能力。
截止2007年11月底,公司已生产销售辣椒辣素和红色素148吨,产品符合GB10783-1996标准、实现产值6000余万元、税利万元。
公司地址:
**县**镇。
法人代表**。
。
(二)**市农业科学院生物技术研究所植物基因研究室
要紧研究方向为水稻功能基因组、基因工程、植物转基因、酶的定向分子进化和产业化。
近五年承担包括国家863项目、国家植物转基因专项、国家科技部中小企业创新基金、**市科委重大、**市农委重点攻关等10多项科研项目。
近两年来在基因改组及体外定向分子进化研究方面取得了显著成绩,包括比活提高5倍以上的β-葡萄糖苷酸酶GUS突变基因;
耐85℃高温的β-葡萄糖苷酸酶突变基因;
比活提高10倍左右的XylE基因;
超级阻遏的CI和LacI阻遏蛋白突变基因(可用于构建无泄漏的原核高效表达系统);
比活提高60倍以上的大肠杆菌lacZ基因;
不依托于乙酰丁香酮诱导的根癌农杆菌VirG突变基因;
比活提高30倍以上,且耐90℃高温的新型3-植酸酶基因等。
同时在酸性、耐高温植酸酶的产业化方面取得了突出成绩。
该项目的要紧研究内容包括:
植酸酶基因的DNAshuffling突变及体外定向分子进化;
突变植酸酶基因高效分泌表达系统研究;
植酸酶工程菌株的发酵优化;
发酵后的膜分离技术研究;
植酸酶的超滤浓缩技术研究;
植酸酶的制剂技术研究;
基因工程植酸酶的动物饲养实验、毒性实验及我国农业部转基因生物平安性评判。
与目前国内外同类研究或技术功效综合比较,本项目在植酸酶基因定向分子进化和发酵工程技术方面都处于国际领先水平。
该项目研发的耐高温植酸酶开拓了植酸酶应用的新领域,第一次使植酸酶能够用作市场十分广漠的颗粒饲料添加剂,植酸酶用于颗粒饲料添加剂每一年全世界的市场潜力在27亿人民币左右。
该项目发表了4篇SCI论文,申报了四项基因发明专利及一项发酵工程有关的发明专利,通过评审被认定为**市高新技术项目。
最近两年中还和华东理工大学合作开展了不同枯草杆菌菌株核苷合成中关键酶基因核苷酸序列比较、pur操纵子和阻遏蛋白彼此作用及代谢工程研究,并取得了显著成绩。
研究得出肌、鸟苷生产菌株
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