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維生素B復合體之一。是很多動植物生長發育所必需的物質。與維生素H,輔酶R、生物活素Ⅱb,微生物增殖因子S.W.X一樣,天然存在的均為d異構體,L型沒有生物學活性。在生物體內,它幾乎都是作為生物素酶的輔基與蛋白質的賴氨酸的ε-氨基形成共價鍵。其生理作用主要是由生物素酶引起的固碳作用及羧基轉移反應。通過丙醯輔 酶A羧化酶,乙醯輔酶A羧化酶,甲基丙二酸單醯CoA羧基轉移酶等反應參與糖和脂肪的代謝。在這些酶促反應中形成的N-羧基生物素作為中間產物。此外,作用機制雖不清楚,但可參與尿素合成、嘌呤合成和油酸的生物合成。它對於酵母、乳酸桿菌屬(Lactobocillus), 根瘤細菌屬(Rhizobium)等細菌的繁殖作用是必需的。利用這些微生物可進行生物素的定量測定。動物由於其腸道細菌可合成,所以不會引起缺乏症。如果以大量生卵蛋白鼠,由於生物素和卵蛋白中的抗生物素蛋白(維生素頡頏體)相結合而失活,因而會引起脫毛和皮膚炎。以氧取代生物素分子中的硫而形成的氧代生物素,去硫的脫硫生物素(存在於酵母、鏈孢霉中)可被微生物所利用。
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維生素H(Biotin)又名輔酶R、生物素,是一種水溶性B族維生素,為無色結晶性粉末。天然維生素H廣泛存在於動物的腎、肝、胰等器官中以及蛋黃、酵母、牛奶中。近幾年,國內外市場對維生素H的需求不斷強勁增長,市場需求拉動了生產,我國維生素H的生產和出口大幅增加,市場前景十分廣闊。
1、 應用狀況
維生素H主要應用於醫葯衛生、營養強化劑、飼料添加劑、化妝保健品以及飲料等方面。維生素H具有廣泛的生理作用,它是人體脂肪代謝及其它羧基化反應的重要輔酶,在脂肪代謝以及核酸與蛋白質合成方面有一定的作用,。缺乏維生素H會引起脫毛、皮炎、體重減輕等。臨床主要用於維生素H缺乏症以及皮膚病的預防等。
維生素H是一重要的營養強化劑,英國提出維生素H參照營養攝入量為每天每人10μg -20μg。美國推薦的成人攝入量為每人每天30μg-100μg。我國《食品營養強化劑使用衛生標准》(GB4880-94)規定,維生素H用於嬰幼兒食品時為0.1mg-0.4mg/kg,飲液0.02 mg -0.08 mg/kg。
維生素H也是重要的飼料添加劑,它是畜禽生長發育必不可少的一種生物催化劑,對畜禽生長發育過程中的很多因素,如增重、飼料轉化、產肉、肉的品質、皮毛、產蛋等都有影響。一般每公斤飼料所需添加0.15μg的維生素H。用作飼料添加劑的維生素H通常加工成2%的制劑。
2、 生產概況
維生素H的結構較復雜,生產技術難度較大。生產方法有提取法、發酵法和化學合成法等。因天然維生素H廣泛在於蛋黃、牛奶以及動物的肝、腎、胰等內臟中,故可從這些物質中提取維生素H,方法是用氧化鋁色譜法提取,在真空下經蒸餾精製而得。但該方法產量小,成本高,產品主要用於生產生物學試劑,為教學及科研服務。發酵法可用微生物經發酵製得,此方法操作不易,收率不高,質量不夠穩定。多年來,人們一直在研究採用化學合成方法生產維生素H,直到20世紀80年代初,這一難題才得以攻破。化學合成法是以2-氨基-3-巰鈉丙酸為起始原料,與一氯醋酸縮合,再經過醯化、醋化、水解、脫羧、縮合、肟化、氫化、水解、環合等諸多反應而製得。
由於維生素H的生產工藝復雜,路線長,技術難度大,現在全世界只有幾家企業掌握該產品的生產工藝,能夠進行產業化生產。主要生產企業為瑞士羅氏公司、美國默克公司、日本住友株式會社、韓國西來集團等。每年的產量也很少,20世紀末,全世界年產量為45噸左右,現在達到60噸左右。
多年來,由於維生素H的化學合成法技術難度大,我國一直沒有企業用合成法生產維生素H,僅有個別企業用發酵法生產。1997年,浙江新昌制葯廠投入大量人力物力進行科技攻關。經過數年努力,終於打通了工藝路線,沖破了國際技術壟斷,建成了我國第一條化學合成法生產維生素H的生產線。經過不斷擴產,2002年,該企業維生素H的年生產能力已達到50噸。年產量也達到30餘噸,佔到世界總產量的一半左右,生產的維天素H絕大部分出口。2002年,該企業出口創江的一半來自維生素H產品,不久前,國家飼料工程技術中心維生素H生產基地在浙江新昌制葯廠正式掛牌。
此外,全國有不少企業也准備投資生產該產品,如湖北廣濟葯業集團准備上馬年產5噸的維生素H生產線;河南援生制葯公司擬與外商合資生產維生素H;四川綿竹漢旺黃磷有限公司承擔的d-維生素H合成方法已通過省級科技鑒定,產品達到美國標准,已出口創匯。
3、 市場應用
生素H在飼料添加劑、醫葯衛生、化妝保健品及飲料方面具有廣泛用途。特別是用於飼料添加劑,目前全球維生素H產量的大部分是用於這方面。以前的若千年裡,世界市場對維生素H的需求一直不大。歐洲、北美以及日本、韓國等發達國家都是將動物骨頭、內臟等加工成添加劑加到飲料中,這些物品本身含有天然維生素H,因而無須另外再加維生素H。歐洲"瘋牛病"事件發生後,人們發現導致瘋牛病的原因是飼料中添加了動物骨粉、內臟等物質。從此以後,歐美等發達國家紛紛棄用動物骨粉、內臟,改用化學合成的各種維生素作為飼料添加劑,一段時間竟然供應緊張,價格也不斷攀升。而且國外經銷在要貨時往往要求生產廠家出具證明,以證實提供的維生素H確為化學合成法生產的,而不是天然物品中提取出來的。現在我國維生素H產品出口順暢,市場價格為每公司近3萬人民幣。
來我國市場上維生素H的應用量不大,大部分用於醫葯衛生方面。前幾年,我國醫葯用維生素H每年都從國外進口,進口量約為每年1-1.5噸。如日本田邊制葯公司1998年5月獲准向中國出口維生素H原料葯,規格為鐵聽裝,分為每聽100g、500g、1公斤、5公斤等4種包裝。
相比,我國維生素H很少用於飼料添加濟。從長遠看,隨著我國經濟的快速發展,13億人民生活水平的不斷提高,對肉類、家禽、蛋類等食物的需求將持續、大量增加。據統計,目前我國飼料年產量約為5000萬噸,如按每公斤飼料添加0.15μg維生素計算,就需要維生素H7.5噸。我國現在人均年佔有飼料為30多公斤,而日本為200公斤,西歐為300公斤。如果達到發達國家的水平,我國市場僅飼料添加劑每年需要的維生素H就達50到70噸。可以預算,今後維生素H在我國市場的發展空間是十分巨大的。
4、發展建議
4.1擴大產量,增加出口
素被稱為"萬年青"產品,維生素H國內外市場長期看好,發展潛力很大。當前國際市場維生素H需求旺盛,價格走高,我國產品出口順暢。國內醫葯及精細化工企業應抓住機會,大力發展這一產品,以成為國際上維生素H的生產大國。
根據我國國情和歷史經驗,現在全國醫葯及精細化工企業太多,市場競爭無序。只要一個產品商場行情看好,出口順暢,有錢可賺,就會有眾多企業一哄而上,重復建設,最終導致"自相殘殺",迫使不少企業下馬。因此,選擇開發維生素H這種科技含量高,工藝難度大,一般企業因技術、人才、資金等因素不易參於的產品,以圖長期穩定的發展,不失為一條可持續發展的路子。
4.2科技攻關,改進工藝
維生素H的生產中,工藝繁、步聚多,難度大,反應不易撐握,影響到收率和成本在。其技術含量在所有維生素產品中是最高的。生產企業應加大科技投入,加強與大專院校、科研單位的合作,下大力氣攻關,創出我國獨有的高科技含量的工藝路線。也可利用當世界醫葯及化工產品的加工生產向中國轉移的有利時機,走外聯的道路,和國外公司合資生產,藉助外因的先進工藝技術,成為世界維生素H的一個生產基地。
4.3加強推廣,擴大內需
我國是個13億人口的大國,但目前國內市場維生素H的用量少得可憐,僅1噸左右,且大部分用於醫葯方面,其它方面用量很少,今後市場發展空間十分廣闊。特別是飼料添加劑和食品營養劑方面,可以借鑒發達國家的成功經驗,大力開發含有維生素H等多種維生素的優質飼料添加劑以及各種營養食品、嬰兒食品、飲料等。企業應加強這方面的應用研究以及宣傳推廣,加大市場開發。這樣既能促進我國畜禽業和食品工業的發展,又可發展中國維生素H工業。