项目背景

γ-氨基丁酸是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，属强神经抑制性氨基酸，具有镇静、催眠、抗惊厥、降血压的生理作用。在食品、医药保健、饮料加工等领域具有广泛的应用前景和市场需求。目前，γ-氨基丁酸的制备方法主要有化学合成、微生物发酵和生物转化法等，但是化学合成法成本高、得率低，在生产工艺中使用危险溶剂，且不能被用于食品、药品和饲料加工等领域。微生物发酵法生产周期长、生产得率较低且后续分离提取较为困难，使其工业化应用受到限制，而生物转化法由于具有操作简便、条件温和、原料利用率高、转化率高且分离纯化成本低等优势，越来越受到青睐。

谷氨酸脱羧酶（EC 4.1.1.15）能不可逆地催化 L-谷氨酸（盐）转化生成 γ-氨基丁酸， 是生物转化法合成 γ-氨基丁酸的关键酶制剂，具有巨大的市场应用价值。但是，目前国 内外已报道的谷氨酸脱羧酶一般催化效率较低且酶活性范围偏酸性，这一特性严重影响了其在工业上的应用。因此，获得具有优良催化性能的谷氨酸脱羧酶是生物转化法制备 γ-氨基丁酸的关键。

市场前景

γ-氨基丁酸是一种重要的抑制性神经递质，具有多种生理功能，被广泛应用于食品、药品和饲料添加剂中。美国 FDA 将 γ-氨基丁酸批准为公认的安全级食品添加剂。2009 年，我国卫生部批准生物合成法的 γ-氨基丁酸为新资源食品。研究发现 γ-氨基丁酸还可用于合成 2-吡咯烷酮，2-吡咯烷酮可用于合成尼龙 4，具有重要的工业应用价值。食品级 γ-氨基丁酸的价格为 10 万元/吨以上，国内较大的 γ-氨基丁酸生产公司有浙江益万生 物技术有限公司、安徽来福高科股份有限公司、福建安溪生物科技有限公司等，总产量约为 1000 吨/年。目前，我国添加 γ-氨基丁酸的相关产品总市值约 25 亿~30 亿元，市场仍处于稳定增长期。

技术特点

本项目获得一种新型的谷氨酸脱羧酶，成功构建了高效表达该酶的菌种，开发了制备 γ-氨基丁酸的新工艺。本项目以大宗化学品 L-谷氨酸（盐）为底物，γ-氨基丁酸产量 达 450 g/L 以上 ，底物转化率为 0.68-0.70 g/g，平均摩尔转化率接近 100%，具有较好的 技术应用前景。本项目具有自主知识产权，生产条件易于控制，生产设备简单，生产周期短，原料综合利用率高且分离纯化工艺简便，能有效降低生产成本。

投资与效益投资

目前，高纯度的食品级 γ-氨基丁酸价格能达到 20 万元/吨以上,  食品级 γ-氨基丁酸 的价格约为 6.0-8.0 万元/吨。经初步核算，预计本项目 γ-氨基丁酸的综合成本为 2.2 万元/吨。按 6 万元/吨的价格销售，以 500 吨级 γ-氨基丁酸生产线为例，年利润约 1900 万元。

2012 年国内谷氨酸（盐）产量达到 260 万吨，但由于新兴市场的冲击和发达国家频 繁发动的反倾销调查等诸多不利因素，国内谷氨酸生产企业面临较大压力，产能过剩问 题一直无法有效解决。当前 L-谷氨酸（盐）市场报价约为 0.8 万元/吨，并且仍有下降趋势，因此利用生物技术将谷氨酸转化为高附加值产品 γ-氨基丁酸，具有较高的发展前景。

研究阶段

已完成 3L 发酵罐小试，效果良好。目前正在进行转化工艺的完善，以及中试规模的研究阶段。