[00640801]半纤维素酶高效生产及应用关键技术
交易价格:
面议
所属行业:
调味及发酵
类型:
非专利
交易方式:
资料待完善
联系人:
所在地:
- 服务承诺
- 产权明晰
-
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
- 如实描述
技术详细介绍
半纤维素是储量仅次于纤维素的可再生资源,具有来源多样性和结构复杂性,其高效生物转化是国际上研究的热点和难点。酶制剂作为国家战略性产业之一,是食品工业等绿色、循环发展的催化剂。半纤维素酶(木聚糖酶、甘露聚糖酶和葡聚糖酶等)在半纤维素生物转化过程中发挥着关键性作用。中国在半纤维素酶及其应用方面起步较晚,基础研究薄弱,产业发展存在诸多技术瓶颈,主要表现在:半纤维素酶种类少和作用机制不明确;发酵技术落后,产半纤维素酶水平偏低;半纤维素酶转化效率低,应用范围窄。项目在科技部和国家自然科学基金委等支持下取得关键技术突破,主要创新点如下:
创制了11种具有自主知识产权的新型半纤维素酶,阐明了其酶学特性和催化作用机制,为工业化生产和应用奠定了基础。开发了半纤维素酶高通量定向筛选技术,从6000多份样本中选育出13株高产半纤维素酶的优良菌株如米黑根毛霉CAU432等。克隆表达20个半纤维素酶基因,发掘出11种具有自主产权和优良性质的半纤维素酶(如水解不产单糖的甘露聚糖酶和比酶活力最高的葡聚糖酶)。率先解析5个半纤维素酶的晶体结构,阐明了催化作用机制。
突破了半纤维素酶高密度发酵的技术瓶颈,解决了工业化生产半纤维素酶产量低的难题。采用密码子化、多尺度优化和代谢流调控等高效表达7种性能优异的半纤维素酶,创立了“三高(高底物转化率、高生产强度和高产量)”高密度发酵技术。30吨发酵罐工业化生产木聚糖酶(122400U/mL,比野生型提高15倍)、甘露聚糖酶(106300U/mL)和葡聚糖酶(67900U/mL)的产酶水平分别为国际上同类酶最高水平的1. 7、4.3和1.3倍,节约生产成本约35%。
开发了半纤维素酶在益生元、面制品、啤酒和饲料领域的应用技术,发明了基于半纤维素结构的特效预处理方法耦合酶精准水解的工艺和装备,实现了工业化生产高品质益生元。创立了特效预处理方法耦合半纤维素酶生产益生元技术。利用高温裂解玉米芯耦合耐高温木聚糖酶水解,提高低聚木糖的生产效率(30%)和品质(木二糖和三糖含量达70%);创新性集成连续逆流提取同步酶解工艺,在国内率先实现瓜尔胶低分子量膳食纤维的工业化生产;创建醇促降解等预处理方法协同甘露聚糖酶生产高品质魔芋甘露寡糖技术(产品中甘露二糖至六糖含量达88%)。基于项目益生元推出蒙牛新养道等200多种健康食品。另外,进一步开发半纤维素酶的应用技术,显著提高食品品质和饲料转化率。
项目授权发明专利20项和实用新型4项;发表论文75篇(其中SCI收录52篇);制订国家和行业标准2项。成果转化和产品应用至山东龙力生物科技股份有限公司和蒙牛乳业有限公司等50多家企业。项目半纤维素酶国内市场占有率从5%提升至30%以上;低聚木糖市场占有率达85%以上。主要企业累计新增销售额76.6亿元,新增利润11.6亿元。项目经中国轻工业联合会组织专家鉴定:整体技术达到国际领先水平。获中国专利优秀奖1项和中国轻工业联合会科学技术进步一等奖1项,推动了中国酶制剂和食品行业的发展和科技进步。
半纤维素是储量仅次于纤维素的可再生资源,具有来源多样性和结构复杂性,其高效生物转化是国际上研究的热点和难点。酶制剂作为国家战略性产业之一,是食品工业等绿色、循环发展的催化剂。半纤维素酶(木聚糖酶、甘露聚糖酶和葡聚糖酶等)在半纤维素生物转化过程中发挥着关键性作用。中国在半纤维素酶及其应用方面起步较晚,基础研究薄弱,产业发展存在诸多技术瓶颈,主要表现在:半纤维素酶种类少和作用机制不明确;发酵技术落后,产半纤维素酶水平偏低;半纤维素酶转化效率低,应用范围窄。项目在科技部和国家自然科学基金委等支持下取得关键技术突破,主要创新点如下:
创制了11种具有自主知识产权的新型半纤维素酶,阐明了其酶学特性和催化作用机制,为工业化生产和应用奠定了基础。开发了半纤维素酶高通量定向筛选技术,从6000多份样本中选育出13株高产半纤维素酶的优良菌株如米黑根毛霉CAU432等。克隆表达20个半纤维素酶基因,发掘出11种具有自主产权和优良性质的半纤维素酶(如水解不产单糖的甘露聚糖酶和比酶活力最高的葡聚糖酶)。率先解析5个半纤维素酶的晶体结构,阐明了催化作用机制。
突破了半纤维素酶高密度发酵的技术瓶颈,解决了工业化生产半纤维素酶产量低的难题。采用密码子化、多尺度优化和代谢流调控等高效表达7种性能优异的半纤维素酶,创立了“三高(高底物转化率、高生产强度和高产量)”高密度发酵技术。30吨发酵罐工业化生产木聚糖酶(122400U/mL,比野生型提高15倍)、甘露聚糖酶(106300U/mL)和葡聚糖酶(67900U/mL)的产酶水平分别为国际上同类酶最高水平的1. 7、4.3和1.3倍,节约生产成本约35%。
开发了半纤维素酶在益生元、面制品、啤酒和饲料领域的应用技术,发明了基于半纤维素结构的特效预处理方法耦合酶精准水解的工艺和装备,实现了工业化生产高品质益生元。创立了特效预处理方法耦合半纤维素酶生产益生元技术。利用高温裂解玉米芯耦合耐高温木聚糖酶水解,提高低聚木糖的生产效率(30%)和品质(木二糖和三糖含量达70%);创新性集成连续逆流提取同步酶解工艺,在国内率先实现瓜尔胶低分子量膳食纤维的工业化生产;创建醇促降解等预处理方法协同甘露聚糖酶生产高品质魔芋甘露寡糖技术(产品中甘露二糖至六糖含量达88%)。基于项目益生元推出蒙牛新养道等200多种健康食品。另外,进一步开发半纤维素酶的应用技术,显著提高食品品质和饲料转化率。
项目授权发明专利20项和实用新型4项;发表论文75篇(其中SCI收录52篇);制订国家和行业标准2项。成果转化和产品应用至山东龙力生物科技股份有限公司和蒙牛乳业有限公司等50多家企业。项目半纤维素酶国内市场占有率从5%提升至30%以上;低聚木糖市场占有率达85%以上。主要企业累计新增销售额76.6亿元,新增利润11.6亿元。项目经中国轻工业联合会组织专家鉴定:整体技术达到国际领先水平。获中国专利优秀奖1项和中国轻工业联合会科学技术进步一等奖1项,推动了中国酶制剂和食品行业的发展和科技进步。