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γ-聚谷氨酸的微生物發酵生產
γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一種重要的天然聚合物，由于其具有良好的性質已被廣泛應用于食品，化妝品，醫藥，材料等領域。解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是一株谷氨酸非依賴型 γ-PGA 合成菌。為了提高其 γ-PGA 產量，項目組采用無痕基因編輯技術對菌株進行了代謝工程改造。包括三部分：模塊化代謝通路改造；蔗糖代謝途徑改造；谷氨酸合成途徑改造。
B. amyloliquefaciens LL3 是項目組從發酵食品中分離得到，它能夠從蔗糖出發合成 γ-PGA。利用模塊化通路改造策略對 γ-PGA 合成相關的八個代謝通路進行改造包括：γ-PGA 降解相關途徑；細胞呼吸鏈；胞外蛋白及胞外蛋白酶合成途徑；細菌多糖合成途徑；次級小分子代謝產物合成途徑；細胞自誘導因子合成途徑；谷氨酸合成途徑以及 γ-PGA 合成途徑。最終整合獲得的最優基因工程菌株 NK-anti-rocG（敲除了 epsA-O 操縱子（負責胞外多糖合成），sac 操縱子（負責果聚糖合成），lps（脂多糖合成相關），pta（乙酸合成相關），pgdS（γ-PGA 降解酶），cwlO（細胞壁水解酶），luxS（AI-2 合成）以及表達anti-rocG sRNA（抑制谷氨酸脫氫酶表達））γ-PGA 搖瓶發酵產量從 3.8g/L 提高到 11.04 g/L，較對照菌株提高了 2.91 倍。γ-PGA 產物純度也從 78.6%提高到 95.2%。5-L 罐補料分批發酵實驗得到 NK-anti-rocG菌株產量可達 20.3 g/L。分子量 450,000 Dal，純度 95%以上。
項目特色：
1. 菌種（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是谷氨酸非依賴型 γ-聚谷氨酸合成菌株；發酵生產主要原料為蔗糖；
2. 補料分批發酵產量為：20.3 g/L。
3. 授權專利號為：ZL200810053900.7
市場應用前景：
γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一種重要的天然聚合物，由于其具有良好的性質已被廣泛應用于食品，化妝品，醫藥，材料等領域。本項目采用谷氨酸非依賴型 γ-聚谷氨酸合成菌做為發酵菌種，以蔗糖為原料發酵法生產 γ-聚谷氨酸，可產生巨大的經濟效益和社會效益。
南開大學
2021-04-13
生物防治技術與京津地區放心蔬菜項目
當前我國食品安全形勢令人擔憂。在種植過程中會使用除草劑、化學殺蟲劑。存在低毒農藥的過量反復使用以及高毒農藥的非法使用問題。以韭菜為例，農戶每收獲一次，通常會使用一次農藥提前預防韭菜地下害蟲韭蛆的危害。低毒農藥長期使用，會造成害蟲抗藥性增加，農藥的使用頻次及單次用量不斷增加，造成農藥的不規范使用問題。同時，為了保證產量，有的種植戶會非法使用 3911、敵敵畏、涕滅威等在蔬菜上禁用的劇毒農藥。經過前期積累，目前實驗室建立了有害昆蟲天敵—昆蟲病原線蟲研發應用平臺。實驗室分別從天津、云南、寧夏、江蘇、山東等地采取土壤樣品，分離到昆蟲病原線蟲品系四十余株，均表現出具有很好的防蟲效果。項目先后在天津各區縣、北京、河北秦皇島、河北張家口、山東萊西、山東平度山東壽光、江蘇泰州等地開展推廣應用。我們將建立全國性的昆蟲病原線蟲資源庫，并發展相關應用技術。
技術創新點：
在放心蔬菜生產過程中，我們會在防蟲網、黃板等物理措施的基礎上，采用以蟲治蟲技術（昆蟲病原線蟲、捕食螨、蚜繭蜂）對地下害蟲和地面害蟲進行綜合防治。同時，在蔬菜反季節種植過程中，我們會采用熊蜂授粉，機械振動授粉，保障蔬菜產量，承諾做到整個生產過程中不使用一滴化學農藥。此外，采用人工除草和生物除草等措施，禁止使用任何化學除草劑，保障土壤質量和蔬菜質量安全。
市場應用前景：
采用“以蟲治蟲”技術生產的韭菜，農藥殘留未檢出。已經通過淘寶網在全國進行銷售。主要在天津地區銷售，每斤售價達 15 元。2016 年春節，放心韭菜一度供不應求。一方面說明韭菜質量的可靠性，另一方面說明了大家對放心蔬菜的強大需求。自 2016 年 6 月，我們已經著手展開家庭配菜。在以蟲治蟲的基礎上，結合物理防治，推廣自然農法，讓作物按照自然方式生長。種植過程中，杜絕使用化學農藥。目前已經給將近七十個家庭和兩個幼兒園配菜，反饋效果相當好。
近期我們將在中糧我買網、京東和其他一些網站，銷售我們的蔬菜。當前我們主要以天津基地為主，輻射京津冀，預期能夠達到兩千會員，爭取五年內年銷售額達到 2000 萬到 3000 萬。另外，當前情況下以下蔬菜農藥殘留問題突出。首先是韭菜，其次圓白菜，然后是葉菜類。基于此，我們還將推出幾個蔬菜單品。
南開大學
2021-04-13
曝氣生物濾池污水再生處理技術與設備
成果與項目的背景及主要用途：曝氣生物濾池（biological aerated filter），簡稱 BAF，是近年來國際上興起的污水處理新技術。目前在歐、美和日本等國家得到較多應用。BAF 具有去除有機物、脫氮、除去有害物質的作用，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，并節省了后續二次沉淀池。該工藝占地面積小、基建投資少、能耗及運行成本均低于傳統的生物處理工藝。曝氣生物濾池在污水回用處理、小區生活污水、生活雜排水回用，中水工程以及微污染水處理和受污染的城市河道水質凈化等方面具有很大的具有非常好的發展前景和具有巨大的應用市場。
技術原理與工藝流程簡介：曝氣生物濾池是一種高效低能耗生物反應器，濾天津大學科技成果選編池內裝填高比表面積的的輕質顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體。并根據污水流向不同分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流過濾料層，在填料下部鼓風曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，污水中的有機物與填料表面生物膜通過生化反應得到穩定，填料同時起到物理過濾作用。
該項目開發的使用輕質顆粒填料的 BAF 工藝具有主要的優點：
1、重力流反沖洗無需反沖泵，節省動力，操作簡單；
2、濾頭布置在濾池頂部，不與預處理水接觸，不易堵塞，便于更換；
3、硝化和反硝化可在同一池內完成。
技術水平及專利與獲獎情況：該技術為國內先進，正在申請專利。
應用前景分析及效益預測：
1、該技術既可制造為一體化設備，應用于分散的、小型的中水處理；也可用于大中型污水處理廠。
2、產品設備系列：50m3 /d,100 m3 /d,200 m3 /d.年產 10 臺 100m3 /d 的設備，創造產值 400 萬元。
應用領域：城市污水處理、小區生活污水、生活雜排水回用處理，中水工程以及微污染水處理和受污染的城市河道水質凈化。
合作方式及條件：技術轉讓，合作生產，聯合承攬工程。
天津大學
2021-04-11
生物質垃圾的高效清潔氣化技術及裝置
將秸稈等生物質垃圾轉化成生物質可燃氣體再利用可以消除農業區燒秸稈造成的空氣污染，還可以大大減少化石能源消耗及二氧化碳排放。傳統的生物質熱化學氣化方法會產生大量的生物質焦油，焦油的能量一般占總能量的5%～15%,這部分能量因難于被利用而被浪費。焦油在燃氣輸送過程中冷凝下來形成粘稠的液體,附著于管道和設備的壁面上,很容易造成管道堵塞，而且焦油在燃燒時容易產生碳基顆粒排放物,造成空氣污染并對燃氣利用設備有嚴重的損害。
團隊所設計的生物質氣化成套設備采用了先進的焦油裂解工藝和獨特的專利技術催化劑，具有無二次污染、含氫量高、熱值高、轉化率高等優點，顯著降低了生物質燃氣中的焦油含量，提高了燃氣品質，保證了設備連續穩定運行。本項目的目標產品是中大規模生物質連續氣化成套設備，產品主要適用于500戶左右農戶相對集中居住的大中型自然行政村屯或鄉鎮居民小區，所產生的生物質可燃氣可供居民的做飯、燒水、冬季取暖等生活活動的需要。項目設備可以用于偏遠地區的學校、工廠等中小型企事業單位的大面積區域性冬季集中取暖、供熱，也可用于農村的大棚種植、禽畜圈舍等生產項目的大面積聯合集中供熱，還可為木材、谷物、煙草等農林產品在加工生產過程中的烘干作業提供燃料。本項目技術已經在東北和江蘇做過兩個示范性項目，技術較為成熟，產業化條件良好，可進行產業化生產。
上海理工大學
2021-01-12
精氨酸酶及鳥氨酸的生物制備
精氨酸酶它能將精氨酸水解，生產鳥氨酸和尿素，是生物體中參與尿素循環而起作用的酶。基于這個反應機理，目前精氨酸酶一方面可用于功能性氨基酸 L-鳥氨酸的生物制備；另一方面可作為藥物用于癌癥諸如肝細胞癌、黑色素細胞癌、腎癌等以及一些病毒感染的治療。鳥氨酸是一種非蛋白質氨基酸，具有保肝護肝、促進垂體分泌生長激素、提 高血清中的胰島素類生長因子的水平、進而促進肌肉的生成、緩解運動后的身體疲勞及運動后人體內氮的失衡等功能。
本項目通過菌種篩選獲得高產精氨酸酶菌株，并將其用于鳥氨酸的生物制備，鳥氨酸產量可達到 70g/L 以上，底物精氨酸的摩爾轉化率 96%。
江南大學
2021-04-11
廢紙及生物質纖維高效綜合利用技術
1 成果簡介
生物質材料是我國戰略性新興材料產業和生物質產業發展的重要領域，利用豐富的生物質資源開發環境友好和可循環利用的生物基材料，最大限度地利用紙包裝廢棄物和農業廢棄物，制備的材料用以替代木材和黏土等材料，對于發展循環經濟、建設資源節約型和環境友好型社會具有重大意義。
本課題利用廢紙、黏合劑和生物質纖維原料（各類農作物秸稈粉末等）采用擠出法加工一種一定截面形狀的型材，可進行多種后期加工，可制成包裝構件、包裝型材和輕質墻體材料等，生產工藝先進，技術方案新穎，生產效率高。
2 關鍵技術
項目成果突破的關鍵技術包括：
（1）基于擠出工藝的原材料配方研究。通過配方和工藝參數研究，解決了一般生物質材料難以擠出加工的瓶頸，實現了連續擠出加工。形成配方方案一套；
（2）基于廢紙和生物質材料的型材制備技術方案研究。開發完成主要技術裝備方案，設計了實驗室條件下的成型模具一套，可較好實現材料制備。相關設備方案經細化和放大即可實現工業化生產；
（3）為滿足擠出制品后期加工的要求，開發了一種復配表面施膠劑，可用于制品的表面處理以及覆面材料的粘合，以利于加工制造外觀美觀、綜合性能優越的型材成品。形成專利配方一套。
3 知識產權及項目獲獎情況；
獲得發明專利 3 項：
ZL 201410097780.6，環保生物質材料及其制備方法；
ZL 2012105235432，植物纖維發泡包裝板材及其加工工藝和模具；
ZL 201310583602.x，復配表面施膠劑及其制備方法和應用。
4 項目成熟度
該項目已完成實驗室成果，成熟度 85%。
5 投資期望及應用情況
該項目期望以技術轉讓、合作開發方式進行進一步轉化，預期投資額 500-700 萬元（不含廠房）。其項目成果、技術方案在國內包裝廢棄物綜合利用、農作物秸稈高效利用方面屬領先地位。項目產品屬材料制備基礎技術；可用于不同生物質原料的連續式擠出加工處理，后續跟進各種最終加工工藝以制備不同生物質基型材。預期應用領域包括包裝輔材、建材、家具。
江南大學
2021-04-11
微生物轉化生產γ-氨基丁酸
谷氨酸脫羧酶(glutamate decarboxylase , GAD)能專一地催化 L-谷氨酸裂解為γ-氨基丁酸和 CO2 的作用，以發酵培養的全細胞或酶液作為催化劑轉化生產γ-氨基丁酸，所需設備簡單，條件容易控制，轉化體系雜質含量少，收率高，環境友好。本技術方法通過蛋白質工程改造和基因工程手段構建了高產谷氨酸脫羧酶的突變株，經培養后，轉化體系中添加濕菌體 10 g/L，以分批補料添加谷氨酸，轉化 7 h，γ-氨基丁酸產量為 425.0 g/L，摩爾轉化率達到 98%，γ-氨基丁酸生產強度達到 60.7 g/(L•h)。
關鍵技術
(1) 以大腸桿菌為宿主，生長快，周期短，催化效率高； (2)以廉價的富馬酸為底物生產高附加值β-丙氨酸，成本低，收益高； (3)微生物轉化具有專一性強、條件溫和的優點，該法綠色、環保、可持續， 具有經濟競爭力，有很好的產業應用前景。
江南大學
2021-04-11
微生物轉化生產α-酮異戊酸
結合文獻調研和數據庫檢索，選擇 L-氨基酸脫氨酶在大腸桿菌中進行異源表達，對菌株進行發酵條件優化和轉化條件優化，并對野生型 L-氨基酸脫氨酶進行蛋白質工程改造，一定程度上減輕了產物抑制作用，產量和轉化率都有所提高。主要技術指標：濕菌體 15g/L，底物 L-纈氨酸 100 g/L，α-酮異戊酸產量為 95.6 g/L，轉化率為 96.4%。
關鍵技術
(1)以大腸桿菌為宿主，生長快，周期短，催化效率高；
(2)對野生型 L-氨基酸脫氨酶進行蛋白質工程改造，一定程度上減輕了產物抑制作用，產量和轉化率都有所提高；
(3)微生物轉化具有專一性強、條件溫和的優點，該法綠色、環保、可持續，具有經濟競爭力，有很好的產業應用前景。
江南大學
2021-04-11
微生物發酵生產 L-脯氨酸
通過微生物育種和基因工程手段相結合，獲得了一株脯氨酸高產菌株黃色短桿菌。發酵培養 65~68 h， L-脯氨酸產量高達 100 g/L，葡萄糖得率為 45%左右。
關鍵技術
(1)本研究以玉米漿為氮源，有效的降低了發酵成本；
(2)以葡萄糖和味精為原料生產 L-脯氨酸的高轉化率發酵，該法綠色、環保、可持續，具有經濟競爭力，有很好的產業應用前景。
江南大學
2021-04-11
羊毛織物生物法功能化整理技術
目前羊毛制品的功能化加工都是通過化學整理獲得的，而處理條件溫和、損傷小、生態環保的羊毛生物法功能整理，長期以來沒有取得突破。在國家“863計劃”項目“羊毛纖維生物法功能化整理技術”（2008AA02Z203）、國家自然科學基金項目“基于酶促酰基轉移反應的羊毛生物接枝功能化改性機理研究”（51073073）、江蘇省科技支撐項目“基于多酶協同作用的羊毛制品生物法功能化整理技術及關鍵酶制劑制備”（BE2012019）、江蘇省自然科學基金項目“谷氨酰胺轉胺酶（TGase）催化羊毛蛋白交聯改性及其機制研究”（SBK200920544）等項目資助下，本項目以生物技術為手段，綜合利用多種生物酶制劑的協同作用實現了羊毛制品的生物法防縮、防霉和抗菌整理，建立了基于多酶協同作用的羊毛制品生物法功能整理關鍵技術。
關鍵技術
本項目在功能性羊毛織物加工方面主要形成了以下四個關鍵技術指標：
（1）整理后羊毛織物強力保留率≥85%；
（2）毛織物經、緯向氈縮率＜3%，面積氈縮率＜6%；
（3）毛織物抗菌率≥90%；
（4）耐洗滌次數≥20 次。
知識產權及項目獲獎情況
本項目共申請專利 16 項，已經獲得以下專利授權：
1) 一種生物酶法提高羊毛抗菌性的方法 200910031593.7329
2) 一種生物酶法提高羊毛阻燃性的方法 200910025310.8
3) 用氯化咪唑鹽類離子液體/蛋白酶進行二浴法羊毛織物防氈縮的方法201010101761.8
4) 一種基于弱氧化和角質酶預處理的羊毛織物蛋白酶防氈縮方法200910031552.8
5) 一種應用角質酶/蛋白酶進行二浴法羊毛織物防氈縮工藝方法200810236012.9
6) 一種基于角質酶、角蛋白酶和蛋白酶處理的羊毛織物生物防氈縮方法200910031551.3
項目成熟度；
本項目已在無錫協新毛紡織有限公司，江蘇鹿港科技股份有限公司得到了驗證和推廣
江南大學
2021-04-13