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成果描述：該成果得到國(guó)家基礎(chǔ)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（）和四川省支撐計(jì)劃（）資助。本項(xiàng)目通過(guò)建立了有效利用農(nóng)業(yè)廢棄物的方法，生產(chǎn)油脂微生物能夠利用的碳源。對(duì)能利用木糖為碳源的微生物制備微生物油脂生產(chǎn)條件進(jìn)行優(yōu)化，提高產(chǎn)油量。建立中試規(guī)模的微生物油脂的制備體系，解決微生物油脂的來(lái)源、高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本等問(wèn)題。并完成微生物油脂的飼用效果試驗(yàn)。產(chǎn)油脂微生物能利用糖蜜等廢棄物進(jìn)行生產(chǎn)。產(chǎn)油脂微生物含油率高，油脂含量為54.6%，生物量為23.5g/L。所產(chǎn)油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所產(chǎn)油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之間，皂化值集中在100-130之間。市場(chǎng)前景分析：油脂作為高能量物質(zhì)，是動(dòng)物飼料最佳的能量飼料來(lái)源。隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究的不斷深入，借鑒國(guó)外飼料研究的經(jīng)驗(yàn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)也掀起了對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)能量需求的研究。油脂是高能飼料，其能值是碳水化合物和蛋白質(zhì)的2.25倍，添加油脂作為能量飼料越來(lái)越受到動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)家推崇。市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)2010年能量飼料市場(chǎng)規(guī)模在330萬(wàn)噸，年銷(xiāo)售總額為180億元，預(yù)測(cè)2015年將增長(zhǎng)至635萬(wàn)噸，每年以14%的速度增長(zhǎng)。因此微生物油脂在飼料領(lǐng)域中的市場(chǎng)前景非常廣闊。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：產(chǎn)油脂微生物含油率高，油脂含量為54.6%，生物量為23.5g/L。所產(chǎn)油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所產(chǎn)油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之間，皂化值集中在100-130之間。

香蘭素，又稱(chēng)香草醛，具有香子蘭特有的濃郁的奶香味，是世界上產(chǎn)量最大的一種廣譜型香料，廣泛被用于冰淇淋、乳制甜點(diǎn)、糖果、焙烤食品、可樂(lè)飲料和烈酒等中。目前，市場(chǎng)上的香蘭素產(chǎn)品大多來(lái)源于石油化工產(chǎn)品愈創(chuàng)木酚、木質(zhì)素等的化學(xué)合成，僅有極少一部分是從香子蘭豆莢中提取生產(chǎn)。隨著人們對(duì)天 然和健康無(wú)污染食品的要求，生物法產(chǎn)品替代合成產(chǎn)品成為發(fā)展的趨勢(shì)，微生物轉(zhuǎn)化方法制造的天然等同（NI）香蘭素受到人們青睞。 

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡(jiǎn)介：低熱值微生物多糖是由霉菌產(chǎn)生的一種高分子多糖，可作為食品穩(wěn)定劑、增粘劑和低熱纖維素食品。目前只日本有生產(chǎn)，價(jià)格為2000~3000日元/公斤。我國(guó)有少量進(jìn)口。該成果可直接進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。這種產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)已通過(guò)湖北省科技廳主持的鑒定，技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。主原料為淀粉質(zhì)類(lèi)農(nóng)副產(chǎn)品，如稻米、玉米、土豆等，主要設(shè)備有發(fā)酵罐等。產(chǎn)業(yè)化所需投入資金：按年產(chǎn)500噸規(guī)模設(shè)計(jì)，總投資3000萬(wàn)元，其中設(shè)備投資約二千多萬(wàn)。

建立了我國(guó)首個(gè)針對(duì)食源性致病菌建立的可視化預(yù)測(cè)建模與定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了食源性致病菌污染信息的薈萃分析、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的建模評(píng)價(jià)、種群大小的模擬預(yù)測(cè)，及目標(biāo)食品-致病菌組合的模塊化定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。所建平臺(tái)作為通用型工具，減輕了微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)科研人員、生產(chǎn)者、監(jiān)管者等的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和時(shí)間成本，提高了預(yù)測(cè)微生物模型的實(shí)用性，推動(dòng)了我國(guó)微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的發(fā)展和普及。

固定化微生物技術(shù)是將特選的微生物固定在特定的微生物載體上，使其高度密集并保持生物活性，在適宜條件下能夠快速、大量增殖并發(fā)揮其特定功能的生物技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用于廢水處理，有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)特定的微生物濃度，避免其隨水流流失以及脫落的問(wèn)題，從而有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響，同時(shí)利于反應(yīng)后的固液分離，縮短處理所需的時(shí)間。

南開(kāi)大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 南開(kāi)大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。為了提高低聚果糖的產(chǎn)量和純度，項(xiàng)目組采用溫敏質(zhì)粒結(jié)合反向篩選標(biāo)記——無(wú)痕基因敲除法對(duì)菌株的其他胞外產(chǎn)物和六個(gè)胞外蛋白基因以及3個(gè)細(xì)菌胞外多糖基因（簇）進(jìn)行了敲除；5L罐分批發(fā)酵低聚果糖的產(chǎn)量（42 h）達(dá)到43.34g/L。為了進(jìn)一步提高蔗糖酶的分泌表達(dá)，項(xiàng)目組整合強(qiáng)啟動(dòng)子和信號(hào)肽對(duì)菌種進(jìn)行改造，在5L發(fā)酵罐采用補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝，菌株低聚果糖產(chǎn)量達(dá)101.7 g/L。分子量約5000Dal，純度95%以上。 項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)：                                                    （1）低聚果糖產(chǎn)品產(chǎn)量高：101.7g/L；產(chǎn)品純度高：95%以上； （2）解淀粉芽孢桿菌屬農(nóng)業(yè)部規(guī)定可使用的微生物菌種； （3）所構(gòu)建的重組菌株是采用無(wú)痕敲除法從解淀粉芽孢桿菌而來(lái)，菌株不含抗性基因，具有安全性； （4）采用國(guó)內(nèi)發(fā)酵企業(yè)通用的發(fā)酵設(shè)備即可實(shí)施生產(chǎn)。

微生物提高石油采收率是生物技術(shù)在石油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的開(kāi)拓性應(yīng)用，因具有適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，成本低，施工方便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已成為一項(xiàng)新的三次采油技術(shù)及眾多老油田新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。 南開(kāi)大學(xué)經(jīng)過(guò)多年聯(lián)合攻關(guān)，已優(yōu)選出大量適合不同油藏條件的采油微生物，建成了系列菌種庫(kù)和試驗(yàn)廠，建立了質(zhì)檢方法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確立了從菌種篩選－性能評(píng)價(jià)－巖心模擬－菌劑生產(chǎn)－制定礦場(chǎng)試驗(yàn)方案－施工－跟蹤檢測(cè)－效果評(píng)價(jià)等一整套技術(shù)措施，并有很多創(chuàng)新，特別是在高溫菌種的篩選評(píng)價(jià)，特高稠油藏、聚合物驅(qū)后油藏和超高溫油藏的應(yīng)

禽用益生菌微生物制劑是養(yǎng)禽飼料的添加劑，含有多種益生菌，能在禽的腸胃中形成優(yōu)勢(shì)菌群并與原腸胃菌共生協(xié)同調(diào)節(jié)腸胃菌群生態(tài)平衡，益生菌主要是由安全可靠的芽孢桿菌、放線(xiàn)菌和乳酸菌優(yōu)化組合而成。如混入5～10％經(jīng)高溫處理的酵母菌，還能為益生菌和腸胃菌群提供多糖、蛋白質(zhì)、維生素和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。該益生菌菌制劑關(guān)鍵技術(shù)是：制備高密度高活性的菌制劑。 南開(kāi)大學(xué)制備的禽用益生菌微生物制劑活性高、密度大、固定在麥麩上的有效活菌數(shù)達(dá)1011菌落/克。以每只雞每天飼喂1克菌制劑計(jì)，產(chǎn)蛋

重金屬、有毒有機(jī)物排放入海后,被海洋生物吸收并隨食物鏈積累與放大,嚴(yán)重?fù)p害海產(chǎn)品的質(zhì)量,威脅生態(tài)環(huán)境與人類(lèi)健康。因此,開(kāi)展室內(nèi)養(yǎng)殖海水主要污染重金屬、有機(jī)物的有效凈化技術(shù)研究,對(duì)于提高養(yǎng)殖海水環(huán)境質(zhì)量和保證水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。 本文針對(duì)室內(nèi)養(yǎng)殖海水污染特點(diǎn)和海水高復(fù)雜體系對(duì)重金屬測(cè)定的化學(xué)干擾問(wèn)題,研究和建立了測(cè)定重金屬離子新方法;從海水中篩選出耐重金屬離子的細(xì)菌,借助現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)微生物進(jìn)行研究;用海藻酸鈉和四氧化三鈷固定化,進(jìn)行室內(nèi)養(yǎng)殖海水中重金屬吸附和有機(jī)物去除研究。借助XPS、XRD、FTIR、SEM等手段研究了海水中重金屬離子去除機(jī)理。

選育高產(chǎn)菌種和發(fā)展賴(lài)氨酸生產(chǎn)對(duì)于提高食品中蛋白質(zhì) 利用率,增強(qiáng)人民體質(zhì)以及發(fā)展家禽飼養(yǎng)業(yè)等具有十分重要的意義,對(duì)于以谷物為主要食物的我國(guó)尤為重要。本實(shí)驗(yàn)室通過(guò)誘變選育和基因工程手段對(duì)大腸桿菌進(jìn)行改造，獲得一株高產(chǎn)賴(lài)氨酸生產(chǎn)菌株，發(fā)酵培養(yǎng) 36 h，賴(lài)氨酸鹽酸鹽產(chǎn)量高達(dá) 193 g/L，葡萄 糖得率為 74%左右。 關(guān)鍵技術(shù) (1)本研究以玉米漿為氮源，有效的降低了發(fā)酵成本； (2)以葡萄糖為原料生產(chǎn) L-脯氨酸的高轉(zhuǎn)化率發(fā)酵，該法綠色、環(huán)保、可持續(xù)，具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，有很好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景； (3)以大腸桿菌為宿主，不僅縮短了發(fā)酵周期，而且也降低了染菌幾率。