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微生物轉化生產 L-鳥氨酸的關鍵技術
L-鳥氨酸是細胞內重要代謝化合物，近來研究發現 L-鳥氨酸可刺激腦垂體分泌生長激素，促進蛋白質合成及糖與脂肪的分解代謝。此外，以鳥氨酸為原料制備的依氟鳥氨酸，能抑制多胺合成，延緩腫瘤細胞生長，是頗具前景的新型抗癌藥物。L-鳥氨酸除了在醫藥上作為試劑與注射液外，通常還用于配制保肝、強 身、解毒的營養劑以及生產消除疲勞的發泡飲料。而酶法轉化精氨酸生產鳥氨酸具有工藝簡單、周期短、耗能低、專一性強、收率高、提取方便等優點，因而受到越來越多的關注。技術指標：工程菌經過培養 6 h 后，ARG 酶活可達到 177.3 U/mL；在 4 h 的催化周期內，L-鳥氨酸產量為 112.3 g/L，對精氨酸摩爾轉化率為 87 %。產品性能：無副產物，純度高。
江南大學
2021-04-11
微生物轉化生產胍基丁胺的關鍵技術
胍基丁胺（ Agmatine ）是一種多胺，在精氨酸脫羧酶（ argininedecarboxylase，ADC）作用下 L-精氨酸脫羧的產物，它幾乎分布于哺乳動物體內所有的器官和組織，具有降血壓、利尿、抗炎、調控細胞增殖等多種生理功能，因此是一種重要的醫藥中間體，具有較高的商業價值（50 萬/噸）。其硫酸鹽對動物嗎啡依賴性具有戒斷作用，是極具開發價值的戒毒類藥物。目前工業上合成胍基丁胺的生產方法主要為化學法，該方法具有高污染、生產條件苛刻、安全性差等缺點。本研究建立了一種運用重組精氨酸脫羧酶（ADC）生產胍基丁胺的綠色環保新方法。通過基因工程手段，構建了一株 L-精氨酸脫羧酶高產菌株。 技術指標：100 g/L 的 L-精氨酸經 5 h 轉化，胍基丁胺產量可達 52.02 g/L，轉化率 69.6%。
江南大學
2021-04-11
微生物轉化生產磷脂酰絲氨酸的關鍵技術
磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS），又稱二酰甘油酰磷酸絲氨酸，是一類普遍存在的磷脂，通常位于細胞膜的內層，尤其是大腦細胞膜的重要組成成分之一。它能調控大腦的各項功能正常運作，起到調節血脂、改善記憶、健腦益智、以及延緩衰老等作用。但天然存在的磷脂酰絲氨酸很少，提取工藝繁雜， 并且安全性受到人們的質疑。生物酶法制備磷脂酰絲氨酸具有反應條件溫和、環境友好、產品質量好等優點，近年來受到越來越多的關注。本研究室通過基因工程手段，大腸桿菌中異源表達了磷脂酶 D 基因，以粗話生產磷脂酰絲氨酸。目前，該研究正在進行蛋白質工程改造及各項優化，以提高底物轉化率。
江南大學
2021-04-11
傳統固態釀造食醋微生物功能優化關鍵技術及其產業應用
系統建立了傳統發酵食醋釀造微生物群落及代謝組分分析技術;創新了食醋釀造微生物功能分析及高效篩選技術;構建了基于釀造微生物功能優化的制醋新技術體系，實現了產業化應用，為傳統優勢產業技術提升提供了基礎。項目創新點 ①集成應用微生物群落分析技術，首次解析鎮江香醋釀造微生物群落結構及其動態演變與發酵進程的規律； ②系統建立食醋有機酸及風味物質分析及其與釀醋微生物功能關聯分析技術，首次明確了鎮江香醋特征有機酸及功能物質川芎嗪的來源； ③構建了基于釀造微生物功能優化的制醋新技術體系，顯著縮短了鎮江香醋發酵周期，提高了原料轉化率及綜合產能，產品批次穩定性得到提高。
江南大學
2021-04-11
大宗蛋白飼料原料生物技術處理的產業化
以主要的植物源性蛋白飼料原料為研究對象，針對原料的營養價值特性，系統建立抗營養因子高效降解菌株的篩選方法，借鑒現代發酵工程的優化理論，建立有益代謝產物的檢測與控制和發酵參數相關的優化研究方法，確立規模化生產工藝并進行關鍵設備的選型，制造品質穩定可靠的發酵蛋白飼料，并建立相關產品的質量指標體系，為緩解我國蛋白飼料資源緊張提供現實可行的方法，實現我國飼料及養殖工業的健康持續發展。
江南大學
2021-04-11
微生物細胞代謝流在線檢測與 計算分析高級發酵罐
本產品和技術依據細胞代謝流在線檢測與計算分析原理，配置上除常規的溫度、攪拌轉 速、消泡、pH、溶解氧濃度 (DO) 等測量控制以外，還增添了發酵液真實體積、高精度補料量 (如基質、前體、油、酸堿物) 測量與控制，高精度通氣流量與罐壓電信號測量與控制，并與尾 氣CO2和O2分析儀或質譜儀連接。可精確得到發酵過程計算機參數優化與放大所必需的包括 各種代謝流特征或工程特征的間接參數，如攝氧率 (OUR) 、二氧化碳釋放率 (CER) 、呼吸商 (RQ) 、體積氧傳遞系數 (KLa) 、比生長速率 (μ) 等。廣泛應用于生物制藥 (傳統生物制藥和現 代基因工程制藥) 、食品輕工發酵、農業生物 (微生物飼料、微生物農藥、微生物肥料和動物 疫苗) 、新興生物能源和石化環保等行業工業化工程項目的系統設計和全面技術實施。帶動了 多個行業技術進步。
華東理工大學
2021-04-11
可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的制備技術
目前使用的一次性聚合物材料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，在自然界中很難降解，已造成了嚴重的白色污染。因此，合成在自然環境中能夠降解的聚合物材料，已經成為當前研究的熱點之一。 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的熔點為113℃，性能介于聚乙烯、聚丙烯之間。目前高分子量PBS的制備主要采用直接縮聚法，需要很高的真空度（0.2mmHg以下），在工業化中存在較大困難，對設備要求高。本技術建立了一種縮聚-擴鏈法，先以丁二酸與丁二醇進行熔融縮聚，制備特性粘度在0.5以下的PBS預聚體，再經擴鏈，獲得特性粘度在0.7～1.0dL/g之間的PBS。這種方法原料配比較易控制，所需設備較為簡單，不需要太高的真空度，便于工業化推廣。技術指標PBS外觀：無色或淡黃色固體；特性粘度：0.7～1.0 dL/g；熔點：112～115℃。可用做生物降解地膜、食品包裝材料，汽水、可樂、洗發水瓶，以及紙質食品包裝盒的可降解涂層，可降解熱溶膠等。本技術所得的產品與日本Showa Highpolymer公司的BIONOLLE產品（PBS）相當，性能相近，且在擴鏈劑方面有創新。所得產品應用范圍廣泛，技術具有非常廣闊的應用和市場前景。 所需設備如下： 1、聚酯反應釜：能夠加熱至220℃，承受1mmHg的負壓； 2、真空系統：從常壓到1mmHg負壓可調； 3、直接造粒系統：能夠進行聚合物的熔融切片、造粒。 本技術具有顯顯著的經濟效益和社會效益。
北京化工大學
2021-02-01
工業污泥制生物燃氣關鍵技術裝備與產業化示范
項目背景是北京市燃氣緊缺，日缺口最多達800萬立方米；北京市大力推廣市政天然氣管網入村工程；污水處理產生的大量污泥造成了嚴重的環境污染；北京2014年工業污泥產量超過100萬噸；污泥是城市水處理廠的伴隨產物，隨著社會文明的進步以及環保水平的提高，污水處理能力和處理量也在逐年增長, ,污泥的處理處置問題已成為世界性的課題。 目前國內污泥的處理處置率很低,主要是填埋和農用,也有一部分進行焚燒處理,而這些處理方式均會導致不同程度的二次污染問題。污泥熱解技術具有可回收能源 和有用物質、技術不復雜、氣體能源產品可不需要儲存、對不同的物料成分可以靈活運行等優點。 項目創新點在于太陽能干燥技術實現污泥干燥和減量化，有低能耗、綠色環保的優勢。污泥熱解-氣化工藝及關鍵設備循環流化床均系自主開發，具有自主知識產權，可實現污泥所蘊含的化學能高效轉化為生物燃氣。污泥熱解-氣化工藝主要產品系生物燃氣，聯產灰分和中壓蒸汽。污泥熱解-氣化工藝實現污泥中灰分無害化利用制建材并回收重金屬。污泥熱解-氣化工藝實現廢物零排放，原子經濟性高。 本技術使用固定床反應器,以制備氣體燃料為目的,對城市污水處理廠的污泥進行了熱解資源化研究。以污泥為原料進行了熱解工藝開發,考察不同反應條件對熱解效果的影響。得出在合適的操作條件下,污泥熱解制備氣體燃料最佳的反應條件。此時,氣體產率達35%,所得氣體中可燃組分H2、CH4和CO的總含量達到了60% ,產氣熱值為8039.77kJ/m3。對500℃時生成的焦油進行了成分分析,發現焦油中N和O含量較高,若用于燃燒可能會產生較多的二次污染物。 分別用干污泥和濕污泥與生物質混合,進行共熱解技術開發。結果發現,當干污泥中摻混50%時,能有效提高污泥熱解的氣體產率。濕污泥與生物質進行混合熱解時, 隨混合物中生物質比例的增加,溫度的增加,氣體產率、氣體熱值逐漸增加。對污泥熱解殘渣進行了水蒸氣氣化反應。分別改變溫度、固相停留時間、水蒸氣流量和 催化劑等條件,考察其對氣化結果的影響。得出污泥熱解殘渣水蒸氣氣化制取富氫燃氣的最佳條件。
北京化工大學
2021-02-01
生長因子類蛋白植物油體生物反應器研制
隨著新功能基因的分離,克隆以及各種農作物高效表達技術平臺的逐步建立,植物反應器的研究越來越深入.本實驗利用擬南芥(Arabidopsis thaliana)油體系統表達植物油體蛋白-角質細胞生長因子-2(Keratinocyte growth factor-2,KGF-2).首先人工合成植物密碼子偏好性的KGF-2基因,并通過PCR技術克隆了擬南芥油體蛋白Oleosin基因,構建由種子特異性啟動子驅動的,含有油體蛋白和KGF-2融合基因的植物油體特異表達載體;通過農桿菌介導法轉化野生型擬南芥,采用Basta篩選之后,獲得26株轉基因擬南芥.
吉林農業大學
2021-05-04
高活性固體酸催化高酸值油脂制備生物柴油的綠色合成工藝
成果描述：生物柴油是一種極具應用前景的生物質潔凈能源，世界各國都極其重視其發展，并在政策和稅收等方面給予了極大的扶持。由于需以精制后的動植物油為原料，其生產成本過高而導致生物柴油的推廣應用受阻。若以煎炸費油、地溝油等為原料制備生物柴油，則可以大大降低生產成本。但由于煎炸廢油、地溝油等原料的酸值很高，必須經過硫酸催化預酯化降低酸值后，才能采用傳統的堿催化酯交換方法制備生物柴油。這個工藝同時存在著硫酸對反應器的腐蝕、大量含酸廢水排放污染水環境、催化劑與產物分離困難、催化劑不可重復使用等弊端。采用非均相固體酸催化劑則可以克服這些問題，并且是一種綠色環保的工藝。 采用酸改性的固體酸催化劑，對高酸值棕櫚油酯化反應制備生物柴油表現出很好的催化活性。固體酸在醇油比9:1、催化劑用量7 wt%、65 oC條件下，催化棕櫚油的甲酯化反應時間2 h，產物的甲酯含量和甲酯收率分別可達96.3%和93.2%。制備了有添加劑的SZMN型固體酸，對脂肪酸的酯化反應表現出高活性和高穩定性。在65 °C、醇酸比9/1、催化劑用量10 wt.%、反應時間4h，油酸轉化率可達98.5%。最優反應條件下，SZMN固體酸在重復使用6次后認可保持約96%的油酸轉化率。市場前景分析：該項技術可應用于生物柴油生產企業，尤其適用于從低成本高酸值油脂原料（如煎炸廢油、地溝油、棕櫚油等）生產生物柴油。使用該項技術，可以降低用于處理含酸、堿廢水的成本，使生產過程更容易達到環評要求。與同類成果相比的優勢分析：催化劑活性評價： 65 °C、醇酸比9:1、催化劑用量7~10 wt.%、反應時間2~4h，脂肪酸轉化率 > 90 %。 催化劑穩定性評價： 65 °C、醇酸比9:1、催化劑用量7~10 wt.%、反應時間2~4h，重復使用6次，仍可保持 > 90 %的脂肪酸轉化率。 生物柴油產品評價： 產品酸值 < 1 mgKOH/g。
四川大學
2021-04-10