[00695444]可发酵糖用酶制剂的创制及其应用

该项目属于轻工生物技术领域，列入国家重大科技计划。在绿色制造和节能减排降耗重大需求背景下，酶与生物催化已成为许多国家科技创新与战略部署的重点。单纯酶制剂市场只有几十亿美元，但它直接撬动着数万亿美元的产业。中国是用酶大国，却是产酶小国(只占市场份额3.8％)，严重依赖进口。中国发酵工业产品总量世界第一，而发酵工业原料“可发酵糖”制备用酶的自主品种、自主生产与应用技术严重匮乏，导致可发酵糖用酶制剂一直受国外公司垄断，中国发酵工业从前端的制糖工艺就受制于人。该项目针对这一现状开展了可发酵糖用酶制剂的创制及应用技术攻关，已申请国家发明专利25项，其中授权专利9项；发表相关论文49篇(SCI收录46篇，他引297次)。取得的创新成果如下：(1)开发了多种酶基因快速克隆、定向改造及安全高效表达新技术，获得了100多条新酶基因登录GenBank(国际权威认定机构)，建立了拥有500多种酶的酶库，构建了4种自主安全高效表达系统，改变了中国自主菌种及可发酵的局面，并实现了若干酶品种和性能的超越。(2)开发了可用于工业酶制剂发酵生产的系列通用技术并实现了技术集成创新，通过国产培养基优化与C/N平衡发酵调控技术使可发酵糖酶制剂的发酵水平比传统方法提高几十至几百倍，不仅保证了酶制剂性能达到或超过国际同类产品，而且大幅度降低了生产成本，解决了国产可发酵糖酶制剂在制糖及不同发酵产业中应用的瓶颈问题；(3)开发了基于不同原料、不同后续工艺需求的可发酵糖酶制剂应用技术，通过酶的性能协同互补及理性组合添加技术，使淀粉可发酵糖得率提高1-2％，以玉米粉为直接原料的发酵生产平均粮耗可降低5-6％，对发酵行业降耗、节能、减排产生了重大影响。该项目开发的可发酵糖酶制剂创制技术已在山东隆大生物工程有限公司和宁夏夏盛实业集团有限公司实现了工业化；隆大生物年产各种可发酵糖用酶达到3万吨，生产规模位届电国酶制剂行业之首、世界第六；夏盛实业年产可发酵糖用酶及其复合酶约3千吨，成为“全国酶制剂行业重点生产企业”。这些酶制剂的开发成功实现了多种具有自主知识产权酶制剂的国产化。该项目生产的若干可发酵糖用酶制剂由于成本低廉、性能优良，因而打破了国际大公司的垄断局面，支撑了中国酶制剂民族企业发展，为中国发酵工业原料“可发酵糖”自主化制各工艺提供了物质和技术保障。酶产品已在全球最大的柠檬酸生产企业潍坊英轩实业有限公司、亚洲最大的淀粉糖生产企业山东西王集团有限公司、200多家啤酒生产企业(包括华润雪花啤酒、燕京啤酒、百威英博啤酒和嘉士伯啤酒)、山东鲁洲集翻等氨基酸发酵企业以及江西正邦生物科技有限公司等饲料企业得到推广应用，部分酶品种已大量出口美国、俄罗斯、欧盟等国家。该项目具有显著的经济效益和社会效益。仅对项目完成单位中的五个企业进行统计，近三年新增产值69.2952亿元，新增利润6.9774亿元，新增税收1.7770亿元，出口创汇2.5321亿美元，节约能耗约5000万元，节约粮耗60万吨，节约水耗90万吨。另外，该项目对国产原料利用的影响间接促进了中国西部大开发，增加了劳动力就业和农民收入，对解决“三农”问题做出了重要贡献。