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選擇標記轉基因作物已成為近年來植物基因工程技術研究的重點之一，隨著轉基因作物產品的商品化，轉基因植物的生物安全性受到公眾越來越多的關注，尤其是目前抗生素標記基因在植物遺傳轉化過程中的廣泛應用，使人們對這些標記基因可能帶來的潛在危害性心存疑慮，抗性標記基因的存在嚴重地阻礙了轉基因植物的商品化進程和轉化技術本身的有效性。 本項目培育的無抗生素標記基因（可視化標記基因）在建立高效、安全、規模化的轉基因作物技術體系方面取得突破，以紫色幼芽作為綠 膿可視篩選標記代替抗生素篩選標記，構建了新型轉化載體并應用于作物，已申請 2 項發明專利。

1.果汁濃縮和澄清技術 果汁生產中，在處理壓榨過的或預過濾過的果汁澄清方面，微濾和超濾都已達到規模化應用水平。傳統的果汁處理工藝包括漿果的粉碎、壓榨、粗濾液的過濾和精加工，這些過程需要添加處理劑，如壓榨助劑、過濾助劑等。 無機膜技術的應用對于提高果汁質量、降低操作成本是很有意義的。其一，超濾能將過濾和壓榨結合在一個單元里操作，降低了生產成本。其二，無機膜處理有利于保持了果汁的原汁原味。其三，無機膜在果汁過濾中，具有滲透通量較高、蛋白質吸附少，機械強度好、耐高壓反沖洗和過程中不變型以及熱穩定性好可進行高溫原位消毒等優點。 蘋果汁的澄清 利用陶瓷膜澄清蘋果汁是工業上廣泛應用并獲得成功的實例之一，陶瓷膜較長的使用壽命以及過濾后產品的風味和芳香不變等性能，使該技術優于其它分離技術如硅藻土過濾、高分子膜過濾等。 其它果汁的澄清 （1）紅莓子果汁的澄清：應用陶瓷膜進行紅莓子果汁的澄清已商業化。 （2）番茄汁生產中的應用：集成膜工藝在新型番茄汁的生產和濃縮領域有很好的應用前景，在微濾濃縮時，滲透通量變化不大，濃縮因子可達到2.5，進一步采用反滲透膜可將果汁濃縮到14-15Brix（白利糖度），滲透通量在20 l•m-2•h-1。 2.牛奶工業中的應用技術 無機陶瓷膜在食品領域的第一次工業規模化應用是乳清蛋白的濃縮，接著是牛奶蛋白的標準化，目前無機陶瓷膜在牛奶工業中的應用主要有除菌、乳清蛋白濃縮物的回收、牛乳的濃縮等，目前國外已經實現了工業化。 無機陶瓷膜在牛奶工業中的應用主要是超濾和微濾膜。微濾膜截留脂肪、細菌及大分子酪蛋白，透過乳蛋白、乳糖、鹽類等相對分子量較小的物質，超濾膜截留液中則含有大部分乳蛋白，只有小分子物質如乳糖、可溶鹽及非蛋白氮可透過膜。分離過程中影響膜通量的主要因素是濃差極化和膜污染，膜污染不僅降低膜通量，而且對截留液或滲透液的質量產生影響。污染物的主要成分是蛋白質、脂類和鈣鹽，膜污染在很大程度上取決于料液組分與膜面的相互作用，蛋白吸附是膜污染的主要因素之一，膜污染可通過化學清洗消除，酸性清洗劑通常采用硝酸（0.5％）或磷酸，堿洗則用氫氧化鈉（0.1％），根據體系的特點也有采用其它化學清洗劑如過氧化氫、次氯酸鈉等進行清洗。 陶瓷膜在牛奶行業的應用主要在以下幾個方面： 1、牛奶的微濾除菌 2、全奶或巴氏殺菌奶的濃縮 3、蛋白質標準化 4、乳清蛋白的濃縮 5、酸奶的濃縮 6、牛初乳除菌中的應用 3.啤酒釀造過程中的澄清和分離技術 無機陶瓷膜應用于啤酒生產中主要是菌體去除以澄清啤酒和從罐底沉積物中回收啤酒。 細菌或微生物的存在會影響啤酒的風味并縮短其保質期，傳統的過濾方法是采用硅藻土等進行過濾，該法可以去除酵母和一些細菌，但對細菌的截留去除并不理想，因此，在罐裝前還需要巴氏殺菌以殺死細菌或微生物，由于涉及高溫熱處理，往往導致一些芳香化合物的氧化，影響啤酒的風味，同時殺菌后菌體并未徹底去除。 多孔無機陶瓷膜的錯流微濾技術在替代巴氏殺菌、直接進行啤酒的澄清過濾方面是一種有廣闊前景的新技術，采用該技術可避免啤酒的熱處理，既達到除菌澄清的目的，又保證了啤酒的風味和口感。 技術特點： ▲可以從廢棄的酵母中回收啤酒 ▲可完全去除酒中的各類微生物、酵母、果膠、懸浮顆粒及其他影響酒質的微生物 ▲產品中極易受損的醇香物質又不會受到任何破壞，可實現酒類的直接罐裝 ▲獲得色澤透亮且具有較長貨架期和高品質的酒產品 ▲使得制酒過程變得衛生、簡單、經濟 ▲分離效率高，過濾效果穩定 ▲陶瓷膜耐酸、堿、有機溶劑及氧化劑，再生性能好，膜使用壽命長 4.葡萄酒工業中的應用技術 葡萄酒制作過程極為復雜，其中需要幾個澄清過程來穩定酒質。傳統的分離方法包括傾析、澄清精制、冷處理和過濾。經過傾析過程，可除去酒中如葡萄、酵母、蛋白、多肽、果膠、膠、不穩定的葡萄顏料、單寧及其它都能導致酒質混濁的懸浮膠體粒子，從而增加口感和澄清度。 精制澄清用于酒生產過程中的多個階段，包括壓榨果汁中酚類的去除、發酵后酒中蛋白質的降低以及裝瓶之前新酒的苦澀味的降低。過去比較好的分離方法是用少量的精制澄清清洗劑吸附粒子或中和帶點粒子使其絮凝和沉降，得到清澈的酒汁，冷處理能使酒食酸氫鉀和酒食酸鈣的晶體沉積，傳統的過濾步驟包括硅藻土的初過濾、精過濾和有機膜分離菌體。 隨著陶瓷膜技術的發展，可以采用陶瓷膜錯流微濾和超濾技術代替澄清、除菌和原料酒的穩定處理，使制酒過程變的既簡單經濟又能保持酒的醇香風味。和國內葡萄酒生產企業合作，開發出用于葡萄酒除菌澄清陶瓷膜新技術。 技術特點： ▲可完全去除酒中的各類微生物、酵母、果膠、懸浮顆粒及其他影響酒質的微生物 ▲產品中極易受損的醇香物質又不會受到任何破壞，可實現酒類的直接罐裝 ▲獲得色澤透亮且具有較長貨架期和高品質的酒產品 ▲使得制酒過程變得衛生、簡單、經濟 ▲分離效率高，過濾效果穩定 ▲陶瓷膜耐酸、堿、有機溶劑及氧化劑，再生性能好，膜使用壽命長 5.大豆深加工技術 大豆深加工主要是指從大豆中提取油脂、大豆異黃酮、大豆分離蛋白、大豆乳清蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽、脫脂豆粉、食用纖維素等，目前的傳統工藝多采用硅藻土過濾、板框過濾或離心分離，這種方法勞動強度大，分離精度低，產品收率低，后續操作水洗量大，廢水排放量大。 采用無機陶瓷膜過濾加有機納濾膜集成技術用于大豆深加工，克服了以上難題，使產品分離精度大為提高，可充分利用大豆加工副產物（如豆渣、豆皮、大豆乳清水），大大提高大豆產業鏈的產品附加值，為大豆深加工企業帶來新的獲利方式。 技術特點： ▲可從大豆加工副產品中提取大豆異黃酮、大豆分離蛋白、大豆乳清蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽等 ▲分離精度高，透過液雜質含量少、澄清透明，減輕后續處理難度 ▲配套納濾濃縮，形成膜集成系統 ▲連續工作時間長，再生簡單高效 ▲膜元件使用壽命長，運行成本低 ▲全自動控制，半自動和手動系統兼備，勞動強度低

1.催化劑回收技術 在石化和化工生產中，催化劑的應用非常廣泛，反應后一般需要對產物和催化劑進行分離。由于無機陶瓷膜具有良好的耐熱、耐化學溶劑和較好的機械強度，在石化和化工生產的催化劑回收方面顯現了突出的優勢，已經在多個廠家得到應用。 與傳統的沉降、板框過濾、離心分離所不同的是，陶瓷膜的催化劑與反應產物的固液分離中主要采用錯流過濾方式。需分離料液在循環側不斷循環，膜表面能夠截留住分子篩催化劑，同時讓反應產物透過膜孔滲出。由于流體流動平行于過濾介質表面，使過濾阻力大大降低，從而可在較低的壓力下保持較高的滲透通量，使過濾操作可以在較長時間內連續進行，使濃縮液催化劑固含量達到一個較高的水平。 傳統催化劑分離方式的缺點： ▲催化劑流失量大，利用率低； ▲產品中催化劑含量易超標，影響品質； ▲催化劑再生不易徹底，使用壽命短； ▲自動化程度低、勞動強度大，多為間歇反應。 陶瓷膜分離技術應用于催化劑回收和再生的優點： ▲可回收超細粉體、納米催化劑； ▲陶瓷膜可耐高溫、耐有機溶劑、耐強酸強堿，可在絕大多數反應中應用； ▲產品中催化劑含量極少，提高產品品質； ▲催化劑損失率低，降低生產成本； ▲催化劑再生效果好，重復使用次數提高，延長催化劑壽命； ▲可實現全密閉自動化連續生產。 該技術已經在巴陵石化、蚌埠八一、金壇華陽化工廠、連云港三吉利化工有限公司等企業成功應用。 2.超細粉體陶瓷膜處理技術 在化工等領域，經常面臨粉體顆粒懸浮液的固液分離過程。隨著科技的進步，粒子的尺度逐漸趨于超細化，超細粒子的固液分離，特別是固液非均相高效分離極為困難。由于微粒的布朗運動，傳統的重力沉降幾乎無法使用。 以濾布為過濾介質的各類過濾技術，一方面由于過濾介質的制約，對超細顆粒過濾的截留性能差，產品流失嚴重，另一方面它是靠濾餅顆粒的架橋作用來實現顆粒的截留，如果顆粒越小，形成的濾餅層就越致密，隨著濾餅層的不斷增厚，過濾阻力大，過濾速度越來越小，濾餅的洗滌也十分困難，洗滌效果差，操作勞動強度大。離心分離難以實現大型化，一般的工業離心機只能分離微米級的顆粒，而且離心洗滌操作復雜，勞動強度大，效率低。水力旋留器也是依靠離心力的作用，使固體顆粒進行分離，但是主要用于液相濕法分級，而且其分離的臨界粒徑一般在10微米以上。 近年來發展的無機陶瓷膜在液體分離領域應用日益廣泛，它獨特的錯流過濾方式，優異的物理、化學性能和機械強度，為超細粉體的生產提供了新型的分離和洗滌技術。 無機陶瓷膜具有耐腐蝕，機械強度高，孔徑分布窄等突出優點，并且清洗方便，膜通量高，使用壽命長。處理粉體洗滌和濃縮時具有操作穩定，通量高，出水水質好，占地面積小。 陶瓷膜回收硫酸法生產鈦白粉中廢酸和廢水中的鈦白顆粒實例： 鈦白粉是重要的化工產品，可廣泛的用于涂料、塑料、造紙、化纖、橡膠、搪瓷等行業。硫酸法鈦白粉生產工藝中最大的問題在于廢酸、廢水的排放量大，導致嚴重的環境污染。而隨廢酸、廢水排放，則帶去價格昂貴的偏鈦酸粒子和TiO2粒子。由于這些粒子粒徑小，常規的液固分離無法全部回收這部分粒子，排放后既污染環境又造成經濟。使用陶瓷膜可以回收90％以上的鈦白粒子，料液增濃后回上片槽處理，而滲透得到澄清的稀硫酸的溶液可回用，為陶瓷微濾膜在鈦白粉水洗液的工業應用奠定了基礎。 3.化工產品的凈化與回收技術 無機膜除了在環保、食品、生物制藥等行業得到了廣泛的應用和開發外，在其它工業過程如化工、石油化工、新材料等方面日益受到重視，其應用涉及產品的凈化與回收，對于提高產品質量和收率，降低生產成本具有重要的作用。公司已經為多家企業成功設計制造了相關陶瓷膜和有機膜工業裝置，目前主要應用在以下領域： 1、鈦白粉產品的回收 2、陶瓷工業的物料回收 3、納米二氧化硅洗滌純化 4、納米氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁等氧化物的洗滌純化 5、納米碳酸鋇等納米無機鹽的洗滌純化 6、納米高嶺土、蒙脫石等礦物的洗滌純化 7、納米藥物的洗滌純化 8、納米鈦硅分子篩的洗滌 9、納米催化劑的洗滌、截留 10、環保紡織助劑的洗滌純化 11、熒光增白劑洗滌脫鹽

（1）針對氧化還原酶在對映選擇性和催化活性等方面的適用局限性問題，建立分子改造與基因組挖掘技術平臺。通過理性設計改造野生型酶，改善和強化酶的催化特性與功能，獲得具有自主知識產權的高活性、高立體選擇性制備芳基手性醇的重組氧化還原酶及新基因，拓展了酶的適用性，并為進一步認識酶分子催化機制奠定基礎； （2）建立了高效穩定全細胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤級制備體系，在 100L 罐中，將底物濃度從 15 g/L 提高到 25 g/L，獲得了生產規模放大和產物的高效提取與精制等重要研究成果。產物光學純度和產率分別達到 99%和 93%。最終產物收率為 85%； （3）以數種手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-間氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇為模型產物，通過生物催化劑篩選、理性設計催化過程、合理修飾底物和采用原位分離策略等，大大提高微生物不對稱還原潛手性化合物的效率，為手性化合物的制備提供了高效、安全的生物途徑。

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