天然型脫落酸的理化性質(zhì)、用途和生產(chǎn)方法

1、天然型脫落酸的理化性質(zhì)、用途和生產(chǎn)方法1. 理化性質(zhì)脫落酸（Abscisic Acid，ABA）是一重要的植物激素，化學(xué)名為3-甲基-5-(1-羥基-4-氧代-2，6，6-三甲基-2-環(huán)己烯-1-烴基)-2-順式，4-反式-戌二烯酸。天然脫落酸是右旋體，熔點(diǎn)160161，紫外吸收光譜與溶液pH值有關(guān)，在酸性乙醇中最大吸收峰為262nm。旋光度D=395410°（乙醇）2. 主要用途天然脫落酸（）cis, trans Abscisic acid, ABA）與生長素、乙烯、赤霉素、細(xì)胞分裂素并列為植物五大類激素，在植物生長發(fā)育中起多方面作用。脫落酸被譽(yù)為“植物偉哥”。ABA在農(nóng)業(yè)、林業(yè)等

2、領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，歸納起來主要有以下幾個方面：1、促進(jìn)種子、果實(shí)的儲藏物質(zhì)，特別是儲藏蛋白和糖份的積累，為農(nóng)作物種子的萌發(fā)積蓄營養(yǎng)。在種子和果實(shí)發(fā)育早期外施ABA，可以達(dá)到大大提高糧食作物和果樹產(chǎn)量的目的。2、ABA是一種種子萌發(fā)的完全可逆的有效抑制劑，用其極低濃度的水溶液對植物種子特別是附加值較高的經(jīng)濟(jì)作物種子實(shí)施簡單處理后有利于種子的長期儲存，從而避免了由于儲存條件不當(dāng)引起的種子過早發(fā)芽和霉變，效果顯著。而且經(jīng)簡單淋洗后種子發(fā)芽能力可立即完全恢復(fù)，無毒不污染環(huán)境。3、提高作物抗寒防凍的能力，用于幫助農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)作物抵抗早春期間的低溫凍害以及培育新的抗寒力強(qiáng)的作物品種。美國和歐盟的許多國家

3、廣泛將其應(yīng)用于防止高檔草坪如高爾夫球場草坪的凍害。4、可以顯著提高植物的抗旱力和耐鹽堿能力，有助于充分利用由于自然環(huán)境變化與大量化肥長期使用所造成的日益干旱和沙漠化鹽堿化的退化耕地。在開發(fā)利用中低產(chǎn)田以及植樹造林等農(nóng)林領(lǐng)域有極高的應(yīng)用價值。5、ABA還有控制花芽分化，調(diào)節(jié)花期，促進(jìn)生根的作用，因此在花卉種植領(lǐng)域可廣泛應(yīng)用于延長花卉開放時間以及鮮切花的保鮮等。因此，脫落酸的應(yīng)用前景極為廣闊，將為投資方帶來數(shù)以億計(jì)的直接和間接的經(jīng)濟(jì)效益。3. 生產(chǎn)方法ABA盡管在植物中廣泛分布，但其含量非常低，如在山楊芽中ABA含量僅為82ng/g，且其分離提取方法步驟復(fù)雜，多用有機(jī)溶劑粗提得粗提液，再經(jīng)纖維素薄

4、層層析，硅膠層析，LH-2柱層析或scp-pak柱層析及反相高效液相色譜純化，故很難用直接提取法制造大量ABA。目前化學(xué)合成法是生產(chǎn)ABA的主要方法。ABA的化學(xué)合成多以芷香酮為起始原料，經(jīng)多步反應(yīng)才制得外消旋ABA，天然產(chǎn)品ABA為其右旋體(+)-ABA，研究表明天然ABA與外消旋ABA在生理作用上存在一定差別，如右旋(+)-ABA可完全抑制Pharbitis nil形成花芽，而消旋ABA即使在高濃度下也不出現(xiàn)花芽完全抑制現(xiàn)象，為此天然ABA的應(yīng)用更受重視。但化學(xué)合成品原料成本高、污染大，成品為消旋ABA，尚需拆分、收率低、耗費(fèi)大、成本高，因此開發(fā)新的天然型ABA的生產(chǎn)方法勢在必行。微生物發(fā)

5、酵法生產(chǎn)天然型脫落酸，是近年來迅速發(fā)展起來的生物工程重大發(fā)展領(lǐng)域。80年代初，研究人員相繼發(fā)現(xiàn)某些真菌代謝產(chǎn)物中含有大量右旋(+)-ABA，真菌產(chǎn)生的天然ABA純度高（>90%）、生理活性強(qiáng)，已成為開發(fā)、生產(chǎn)ABA的一條新途徑。日本在發(fā)酵法生產(chǎn)ABA方面居于領(lǐng)先地位，并已步入工業(yè)化。目前國內(nèi)僅有兩家企業(yè)可以生產(chǎn)脫落酸，分別是四川龍蟒福生和江蘇雙溝酒業(yè)，但是因?yàn)槌杀具€沒有降到農(nóng)民可以接受的程度因此無法均實(shí)現(xiàn)大規(guī)模田間施用。四、我公司ABA相關(guān)研究成果微生物發(fā)酵法產(chǎn)生ABA具有純度高、生理活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過選育ABA高產(chǎn)菌株，應(yīng)用發(fā)酵法生產(chǎn)ABA可大幅度降低成本，并具有安全、方便、污染少等優(yōu)

6、點(diǎn)。我們建立了快速、簡便的脫落酸產(chǎn)生菌篩選方法，篩選獲得高產(chǎn)ABA灰葡萄孢菌株，并對該菌株進(jìn)行了紫外、化學(xué)、激光等多種誘變，還優(yōu)化了發(fā)酵工藝，使該菌株生產(chǎn)ABA的水平達(dá)到2.34.6g/kg培養(yǎng)物（實(shí)驗(yàn)室水平達(dá)到8.1g/kg），發(fā)酵時間從25天縮短到710天，同時建立了快速分離、純化方法使產(chǎn)品純度大于98%，總收率大于60%，所得產(chǎn)品結(jié)晶經(jīng)紅外、H1- NMR、質(zhì)譜、旋光測定、生物活性測定證實(shí)本品為純天然型。該工藝路線步驟較短，操作簡單，重現(xiàn)性好，是一條生產(chǎn)天然型ABA的創(chuàng)新性工藝。同時本公司還首次建立應(yīng)用Mailaby顯色法快速測定ABA的含量，可對ABA產(chǎn)生菌的選育，中間體分析及成品的質(zhì)

7、控進(jìn)行有效地檢測。五、天然脫落酸生1、本工藝所用菌種由本公司選育獲得，具有自己的知識產(chǎn)權(quán)。應(yīng)用該菌株固體發(fā)酵法生產(chǎn)脫落酸，產(chǎn)量高于2.34.6mg/g培養(yǎng)基，此發(fā)酵水平遠(yuǎn)高于日本的專利報(bào)道，同時高于國內(nèi)水平23倍，居于國內(nèi)領(lǐng)先，國際先進(jìn)。2、本工藝應(yīng)用固體發(fā)酵法，所用實(shí)驗(yàn)材料均為國產(chǎn)，來源方便，價格低廉，發(fā)酵設(shè)備簡單，一次性投資費(fèi)用低，便于工業(yè)化生產(chǎn)。3、提取純化工藝先進(jìn)，產(chǎn)品純度>98%，總收率>60%，工藝穩(wěn)定，成本比傳統(tǒng)化學(xué)法生產(chǎn)ABA降低1000倍以上，產(chǎn)品質(zhì)量高，可供出口及大田應(yīng)用。4、本工藝屬國內(nèi)首創(chuàng)，從菌種選育、發(fā)酵工藝、純化工藝及質(zhì)控分析均具先進(jìn)性，屬高新生物技術(shù)的

8、重大科研成果，具有很大社會、經(jīng)濟(jì)效益。5、本工藝所用菌株為現(xiàn)代生物技術(shù)誘變、遺傳改造后篩選得到的高產(chǎn)菌株，因此本項(xiàng)目具較高技術(shù)壁壘，其它廠家無法仿制。六、市場預(yù)測、產(chǎn)值和利潤本工藝是目前國內(nèi)唯一對脫落酸大田施用具有實(shí)用意義的技術(shù)，價格可降到農(nóng)民接受的水平。脫落酸可制成農(nóng)用制劑應(yīng)用于大田，應(yīng)用領(lǐng)域包括抗寒、抗旱、增加作物耐鹽力、種子保藏等，社會經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，如以某地進(jìn)行的小田試驗(yàn)為例：將新冬2號小麥用1Oppm脫落酸進(jìn)行浸種處理24小時，在10月26日播種在試驗(yàn)地，當(dāng)麥苗剛出土?xí)r就進(jìn)入寒冬，次年返青時，對照的存活率為51.4%，而ABA浸種處理的高達(dá)96.3%，成活率幾乎是對照組的兩倍，僅此

9、一項(xiàng)每年即可創(chuàng)造上億元的社會經(jīng)濟(jì)效益。脫落酸農(nóng)業(yè)上使用濃度為10ppm，每克可配制0.1噸施用，以每畝田噴灑10公斤計(jì)，每畝田需0.1克脫落酸（10×10-6克/毫升×10×103 毫升/畝=0.1克/畝）。目前我國有耕地面積13.7億畝，即使市場占有率僅1%，對脫落酸的需求也可達(dá)每年1.37噸（13.7億畝×1%×0.1克/畝= 1370000克）。另外，脫落酸還可作為試劑用于植物培養(yǎng)及花卉園藝方面，如延長花期、促進(jìn)生根等，目前國內(nèi)在這方面的應(yīng)用已很成熟，具有較為穩(wěn)定的銷量。目前國際上天然型脫落酸試劑市售價每毫克200美元(Sigma公司)，

10、采用本工藝生產(chǎn)的脫落酸售價可降低到0.01美元/毫克，價格僅為Sigma公司的1/20000，具有很強(qiáng)的國際市場競爭力，是化工進(jìn)出口領(lǐng)域的一匹黑馬。本工藝是目前全球成本最低、產(chǎn)量最高的脫落酸大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)，項(xiàng)目投產(chǎn)后將形成顯著的成本凹地及規(guī)模勢能，從而可造成國際脫落酸市場價格的雪崩，進(jìn)而壟斷國際脫落酸市場。七、廠房設(shè)備與生產(chǎn)成本1、廠房要求應(yīng)有水、電、氣齊全的公共工程，需標(biāo)準(zhǔn)廠房800m2，其中有200m2作為無菌的固體發(fā)酵車間，另有50m2的菌種室。2、年產(chǎn)50公斤生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)成本核算月產(chǎn)量4公斤，以每公斤40萬計(jì)月產(chǎn)值160萬原料及試劑、儀器設(shè)備折舊（按七年計(jì)），水電費(fèi)、人員工資和其他不可預(yù)測的成本，合計(jì)每月69772元。3、大、中小型各種儀器設(shè)備二十七種，合計(jì)金額：87.1000元。4、年產(chǎn)500公斤的設(shè)備投資預(yù)算各種大中小型儀器設(shè)備45種，合計(jì)金額為470萬元。注：1、計(jì)算脫落酸成本為每公斤1.75萬元；2、以上設(shè)備投資方案來按照連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)所設(shè)計(jì)，具體實(shí)施可根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)能修改設(shè)備投資方案。八、經(jīng)濟(jì)效益核算1、總產(chǎn)值：年產(chǎn)500公斤，為低價