单宁生物资源开发的生物制造：酶法生产没食子酸（GA）技术

       杨顺楷        四川  成都

国内现行采用五棓子单宁的酸碱水解法生产GA，污染环境，废水处理成本占制造成本的三分之一。且只能利用一年一度产出的高单宁含量的角棓蛋棓作原料，丢弃了棓花资源未得到合理利用；而本酶法发酵工艺确能全部利用（含未采收废弃物棓花）该特种生物资源。我国特产五棓子近年已经恢复到6000-7000吨年产量（1949达到万吨最高纪录）。因此国内外市场缺口很大，GA广泛用于轻化工多方面作基本中间体，据称有200多种用途。如GA的油脂抗氧剂酯类（丙酯，丁酯等）系列，磺胺增效剂，焦性GA吸氧剂，以及高纯度的电子化学品GA（对美出口20万元/t）。长期以来，日本从我国低价进口工业级GA或五棓子原料发酵生产GA，再深加工成不同档次的GA产品等。目前工业级GA价位10万元/t。

为弥补这一供求矛盾，94年总理专项基金支持过中林科昆明资源昆虫所从南美秘鲁引种单宁植物塔那到云南易门栽培，十多年过去，其农学引种栽培技术与原预期目标相去甚远，尚未能达到替代五棓子单宁资源的预期目标。故至今国内数家企业仍然直接从秘鲁进口塔那单宁作为生产GA的初级原料，采用林产化工界固有的并非先进的碱法水解技术，生产单一产品GA，也未能合理开发利用其中的手性合成子奎尼酸。在市场经济模式驱动下，林产化工界一些人士忘记了自身的社会公益责任，以看似合法实则非法的手段，独占我国五棓子单宁生物资源，处处妨碍先进生物制造技术的引入，造成带有垄断色彩行业“霸主”地位，搞乱了我国的这一生物化工产业的技术进步，且已经造成重大损失。

建议我国相关有志于发展生物化工企业，可借助沿海港口优势，立足我们团队已有的长期先进生物制造技术基础，开发利用进口塔那单宁和国内棓花资源作为原料，酶法工业规模年产百吨级试生产GA的酶法加工项目，加快替代国内传统的高耗能酸/碱法水解五棓子单宁生产GA传统老工艺进程，实现提高生物资源利用率，降低能耗，对环境友好的目标。酶法生产GA生物制造产品档次近期为工业级和电子化学品级。本项目开发符合国家《十二五》低碳环保节能绿色产业发展政策，国内尚无。

本技术利用分离选育获得的具有高单宁酶活性的黑曲霉菌种，在液体深层发酵培养条件下，生物转化塔拉单宁水提取物生产GA。中间试验采用的技术路线为：斜面菌种液体深层Ⅰ级种子培养； 500LⅡ级主发酵，分批投加塔拉单宁底物进行生物转化，转化毕从发酵液中回收分离没食子酸粗结晶产品，再按照订单要求精制成目标产品。转化液中没食子酸产物浓度可达到6％（60g/L,W/V），较先前报道的3%高出一倍。产物分离回收率90％以上。技术可行，近期经济指标能与化学法持平，工艺改进潜力大，GA样品经理化分析测试，质量完全与国标GB5309-85一致。

有鉴于此，特推荐酶法生产没食子酸（GA）这一项目。为科学合理开发我国的单宁生物资源，发展我国的生物制造（本质上即是工业生物催化和生物加工过程）产业。已有核心技术资料：1）300t/a酶法生产没食子酸可研报告；2）参考文献：杨顺楷等.微生物单宁酶研究现状及其在滇橄榄果酶法加工中的应用，食品与发酵科技，2010，46（6）：72-76。技术源头：国家自然科学基金资助项目（1992-1994）；3）我团队有2004通过500L发酵罐生物转化五棓子单宁公斤级水平制GA的中试技术鉴定报告。