企業新創 - 農業與食品生技
以生物轉化法生產N-乙醯葡萄糖胺
2011-12-16
台灣中油股份有限公司

本公司自台南縣下營鄉稻田土壤中篩選出一株新屬新種的細菌,經鑑定為新屬新種,並以發現地命名為Chitinibacter tainanensis。該菌可將幾丁質分解成可溶性的還原糖,產量很高。產物經分析後確認為N-乙醯葡萄糖胺(N-acetylglucosamine,NAG),濃縮結晶後可獲得白色針狀結晶,測其純度可達99 %以上,產物經多項動物實驗測試確認其口服安全性以及對皮膚無刺激性,口味微甜,適宜應用於食品、化妝品及藥物製造。探討Chitinibacter tainanensis生產N-乙醯葡萄糖胺的作用機轉,推測菌體係釋放出幾丁質分解因子(Chitin degrading factors, CDFs)將幾丁質分解成NAG,作為菌種生長之能源,並使培養基酸化,進而殺死細菌,所產生之NAG不再被細菌消耗掉,累積於培養基中成為本製程之產物。進一步研究發現CDFs位於細菌表面,至少具有N-acetylglucosaminidase(NAGase)與Endochitinase活性,且細菌死亡後的殘骸仍保有很高的活性,證實本公司所提出之CDFs理論為正確,且必需倚賴生物體之參與,突破舊有游離酵素作用機轉之觀念,為國際首創,故命名為生物轉化法。生物轉化法為一新穎之原創技術,已申請中華民國專利,初期擬投入化妝保養品市場,預估三年內可創造新台幣6億之產值。

評審推薦
為生物轉化之天然型NAG,純度高,安全性亦高。其研發技術具創新性,相關配套研究完整,經濟效益分析明確,並已申請專利保護
2023年度精進成果
本技術先前利用蝦蟹甲殼做為原料,以生物轉化法製備N-乙醯葡萄糖胺,然而此製程的產率會受到微生物的生長條件和醱酵情形的影響,為提升製程產率,本技術於原先培養基中添加磷酸氫二銨及酵母菌萃取物做為Chitinibacter tainanensis生長和醱酵所需之氮源,明顯提升天然型N-乙醯葡萄糖胺的產率。幾丁質經Chitinibacter tainanensis醱酵後,先以離心去除菌體及固渣後,再經過酒精沉澱、減壓濃縮和再結晶等多重純化步驟得N-乙醯葡萄糖胺結晶粉末,然而此方法不僅使用大量酒精,且純化回收率不高。因此本技術進一步開發簡易純化流程,僅用離心去除菌體及固渣,直接濃縮體積得N-乙醯葡萄糖胺濃縮液。以此法所製造之N-乙醯葡萄糖胺濃縮液,預計添加於本公司新上市產品洗可麗玻尿酸沐浴露。
公司簡介

(1) 將重質油做更有效益之開發,創造高價值之高值化
考慮到燃料重質油使用所引起之環境汙染與氣候變異,是目前各國家所關注之議題,本公司逐步開發自有技術中之重質油篩選、分析、純化、分離,藉以控制碳氫比例、芳香烴成分控制、分子量調控、軟化點,就可以開發重質油製作成不同應用層面之高品質的碳材料,可以應用於鋰離子電池人工石墨材料、鋰離子電池軟碳快充材料、超級電容碳材、鋰離子電容碳材、電容脫鹽碳材、碳纖維及相關石墨/石墨複合材料。是將煉油過程中產生的副產品(重質油料)進一步高值化,建構整個新產品開發流程,為公司創造更多利潤。同時也藉此,扭轉本公司長期背負著高污染、高耗能之產業形象。

(2) 高值化固碳技術減少環境污染,逐步邁向零廢棄、零排放之產業循環經濟願景
設計/建構重質油料轉化反應系統,發展高值化固碳技術及應用,主要將液態的重質油料,經過裂解、縮聚反應後,將重質油料轉換成固體碳材應用,實為碳材性能品質的重要關鍵技術。透過循環經濟架構概念,將產業資源做有效之利用與整合,以優質石油焦(即為中油人工石墨原料)產品為例,在重質油轉化過程中產生的焦化氣體與焦化汽柴油可以回收、再處理再利用於煉廠之製程,積極推動與建構新創材料循環產業鏈。

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