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利用微生物合成抗菌肽及其发酵生产
项目成果/简介: 抗菌肽( Antibacterial peptides) 是由动植物细胞内特定基因编码，经外界条件诱导产生的一类对细菌、真菌及病毒等微生物具有杀伤作用的多肽。抗菌肽不同于抗生素的作用机制。抗菌肽对细菌、真菌、病毒和肿瘤等均有作用，尤其对耐药性细菌有杀灭作用，具有广谱性。 本项目主要涉及4种不同来源抗菌肽工程菌株以及生产工艺。具体为：美洲拟鲽抗菌肽Pleurocidin、果蝇抗菌肽Metchnikowin、假黑盘菌抗菌肽-菌丝霉素Plectasin以及梭鱼娃2-RPLX等4种抗菌肽发酵生产工程菌株及菌株高效发酵生产工艺。 技术指标（创新要点等）： 1. 抗菌肽工程菌株的构建 2. 抗菌肽的分离纯化以及活性鉴定； 3. 抗菌肽发酵生产工艺参数及流程。 抗菌肽的生物活性主要有抑制或杀灭细菌作用、抗真菌作用、抗病毒活性、抗寄生虫作用、免疫调节作用以及抑制或杀伤肿瘤细胞作用。目前主要应用领域包括但不限于作为抗生物替代品用于医药产业、饲料工业、食品工业。知识产权类型:生物医药新品种技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
安徽大学
2021-04-11
新型生物相容高分子纳米囊泡药物载体
通常情况下，高分子纳米囊泡的制备需要借助有机溶剂，这既不环保又耗费时间， 也不利于产业化。本项目的技术创新点在于通过在水中直接溶解高分子的方法来制备一 种既生物相容又可生物降解的高分子纳米囊泡，简化囊泡的制备过程，既环保又经济， 便于大规模生产，非常符合低碳经济的要求。 此外，由于直接使用抗癌药譬如阿霉素会对人体产生较强毒副作用，本项目提出将 抗癌药包在高分子囊泡中，以 EPR 效应将药物累积到肿瘤位置进行缓释，减少药物的毒 副作用，提高抗肿瘤的效果。与不可降解的药物载体相比，本项目所研制的既生物相容 又可生物降解的纳米囊泡就有明显的优势，在提高药物的抗肿瘤效果、减少药物的毒副 作用以及纳米粒子本身的安全性等方面具有非常重要的意义。
同济大学
2021-04-11
精氨酸脱亚胺酶及瓜氨酸的生物制备
精氨酸脱亚胺酶（Arginine deiminase）简称 ADI，它能将精氨酸水解，生产瓜氨酸和氨，是生物体中参与尿素循环而起作用的酶。基于这个反应机理，目前精氨酸脱亚氨酶一方面可用于功能性氨基酸 L-瓜氨酸的生物制备；另一方面可作为药物用于癌症诸如肝细胞癌、黑色素细胞癌、肾癌等以及一些病毒感染的 治疗。 瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有抗衰老、增强免疫力、提高运动员力量 与耐力、增加创伤愈合和改善微循环等功能。本项目通过菌种筛选获得一株高产精氨酸脱亚酶的粪肠球菌菌株，通过分子改造，获得适合人体生理条件的精氨酶脱亚酶，可用于医药；利用粪肠球菌来源的精氨酸脱亚氨酶可用于瓜氨酸的生物制备，瓜氨酸产量可达到 250g/L 以上，底物精氨酸的摩尔转化率 100%。 创新要点 成功开发了具有自主知识产权的精氨酸脱亚胺酶生产菌株及瓜氨酸制备工艺，达到或超过国际先进水平。
江南大学
2021-04-11
丝素蛋白生物新材料研究及相关产品开发
项目将蚕丝经生化技术和粉碎技术处理，制成丝素蛋白纳米材料，对其进行化学修饰，制得了带有不同活性基的丝素蛋白纳米材料；将合成纤维浸渍在改性后的丝素蛋白溶液中，及将丝素蛋白溶液直接涂刷在织物上，制度得了丝素蛋白改性纤维或改性织物，提高了合成纤维织物的吸水、抗菌等服用性能。
东华大学
2021-02-01
生物炭农田化肥减施与重金属修复技术
利用农业废弃物秸秆生产生物炭，返施农田，并辅助其它技术，可以达到固定重金属污染农田，在微污染农田中生产出合格产品，挽救因重金属污染造成的农田损失；同时可以减少化肥施用量，达到减施以保护地表环境免受富营养化污染。目前重金属造成农田的污染修复以及化肥减施大部分属于国家公益项目。 农田重金属固定技术已经在天津东丽区区示范运行 3 年，运行效果好，蔬菜重金属达到标准，增加农作物产量，减少化肥施用，因此，广受农民欢迎。
南开大学
2021-02-01
北方山楂生物转化加工技术与产品
长期以来，山楂鲜食的疲软和加工技术的薄弱与老化严重制约着山楂种植与加工产业的发展，针对此背景，本项目系统的研究了山楂果实的品质成分和营养功能特性，通过生物转化技术开发出了新型天然食品添加剂、高品质凝胶食品、健康食品原料、山楂发酵饮料等系列产品，引领行业技术革命。主要体现为： （1）山楂寡糖的生物加工及寡糖基天然食品防腐剂：项目首次发明了山楂寡糖连续大量生产的轴式-仿膜式生物反应器，稳定的生产出平均聚合度 5.4 的山楂寡糖；开发的寡糖基天然食品防腐剂在饮料、面制品和肉制品等食品上的保质保鲜效果显著优于目前市售的化学合成防腐剂山梨酸钾和天然食品防腐剂Nisin与那他霉素。 （2）山楂寡糖对脂质代谢的调节作用与机制：首次发现聚合度 5-8 的山楂寡糖具有显著的抑制肥胖、改善脂质代谢紊乱和内脏脂肪蓄积的功能，并阐明了其通过 ADP/AMPK 和 ADP/ PPARα 信号通路的作用机制。作为健康食品原料/配料，在相关企业推广应用中收到了良好的作用反馈效果和显著的经济效益。 （3）高品质糖制凝胶食品加工技术：首次系统的阐明了山楂果胶的化学构造和食品学性质，通过生物酶法修饰技术，提高了山楂果胶的凝胶性和粘弹性，在生产高品质山楂糖制凝胶类食品上取得了技术突破。 （4）山楂制汁及山楂酵素饮料生产技术：研发的中温结合酸性微环境控制技术和纯化的多聚半乳糖醛酸酶分解技术成功解决了目前山楂汁生产中存在的褐变和褪色等瓶颈问题，极大的降低了山楂汁中的甲醇含量。利用选育驯化的植物乳杆菌发酵山楂果汁，开发出了功能、营养和色香味俱佳的山楂饮料，填补了市场空白。 （5）主要成果及应用情况：经过项目的运行，授权发明专利 5 件，发表相关论文 60 余篇，其中 SCI 检索 30 余篇，培养研究生 50 余人。项目技术和产品在相关企业进行了推广应用，近三年累计直接经济效益 3.52 亿元。项目成果同时对辽宁省食品加工业和山楂种植与加工业的发展起到了积极的促进与推动作用，近年新增山楂种植面积 2 万多亩，每年为辽宁省解决 10 万多吨山楂的销售出路，为果农增加收入 4 亿多元，辐射经济效益达 10 多亿元，为社会提供了 300 多人的就业机会，经济与社会效益显著。
沈阳农业大学
2021-05-04
可反复循环利用的全生物降解塑料
采用大石化乙烯产品链合成乙二醇的一种副产物二甘醇为原料，通过采用发明的高效催化剂体系聚对二氧环己酮(PPDO)具有优良的生物相容性和生物降解性，同时又具有很高的强度和良好的韧性。本成果研究开发的PPDO不仅可应用于可生物降解手术缝合线等医用领域，而且可以用于其他一次性使用的塑料制品领域，特别是采用纳米复合技术来制备新型的PPDO/ 纳米复合材料，具有较高的熔体强度，容易吹塑成型，并且其膜制品具有较好的气体阻隔性，可用于不同领域的一次性塑料制品。对于回收回来的废弃PPDO产品，可以在简单的条件下回收其聚合单体，回收率高达93-99%，并且回收的单体又可用于PPDO的聚合，可实现反复循环利用；对于不宜回收的应用领域，PPDO又可完全生物降解。因此，PPDO是高分子家族中少有的既具有可完全生物降解性，又易于回收为单体的高分子品种，是一类真正的“绿色高分子材料”。本成果采用新的聚合方式和途径获得高分子量的 PPDO，使 PPDO 的成本成为目前完全生物降解聚合物中最具竞争力的品种之一。
PPDO塑料废弃物的PDO单体回收率：≥93%，并且可以完全用于合成PPDO。
PPDO塑料制品的性能: 拉伸强度：30~60MPa，断裂伸长率：300~600%，可完全生物降解。
PPDO塑料废弃物的PDO单体回收率：≥93%，并且可以完全用于合成PPDO。
产品可应用于生物医用领域(手术缝合线、固定材料、药物缓释材料等)、一次性使用塑料产品（如垃圾袋、购物袋、快餐具等）。由于该产品易于回收单体和重复聚合利用，并且成本与普通塑料相当,因此PPDO的制品可望取代现有的一次性使用的既不能生物降解又不易回收单体进行反复利用的领域塑料产品，是目前具有市场竞争力的环境友好一次性使用塑料产品，可创造巨大的经济与社会效益。
四川大学
2021-05-11
一种生物油的分子蒸馏分离方法
本发明公开了一种生物油的分子蒸馏分离方法,包括:将生物油原油进行颗粒与水分脱除预处理后获得的预处理后的生物油经分子蒸馏分离过程,在蒸馏温度为常温至200℃,蒸馏压力为10Pa至1800Pa下,获得生物油馏分;以获得的生物油中质馏分为原料,在蒸馏温度为常温至200℃,蒸馏压力为10Pa至1800Pa下,经多次分子蒸馏分离过程,提取生物油馏分内的羧酸类、醛类、酮类、醇类、酚类或糖类化合物。本发明工艺将分子蒸馏分离技术引入热敏性生物油的分离领域,解决了分离过程中生物油品质下降与结焦的问题,可提供特性各异的生物油馏分和多种高附加值化工产品。
浙江大学
2021-04-11
秸秆生物酵解法提取纸浆零污染高效利用技术
本成果是利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”研发的低温秸秆酵解专用菌剂，有效分解秸秆中木质素和半纤维素，保留纤维素。秸秆经过筛选、搅拌、发酵、热磨等工序，半个月达到制浆标准，制浆产生的废渣和发酵液营养成分丰富，加工为优质有机肥，实现零污染。技术已获得国家授权专利5项。
特点和优势：
发酵温度范围宽：4℃以上即可发酵，四季可生产；
纸浆出率高：平均2.5吨秸秆产1吨纸浆，比化学制浆节省60%成本；
纸浆质量好：环压强度高、抗折裂、环保性强；
附加值高：2.5-3吨秸秆可以生产1吨优质纸浆，1.5-2吨固体有机肥，0.5-1吨液体有机肥；纸浆市场价1500-1800元/吨，有机肥市场价500-800元/吨；液体有机肥市场价为1.5万元/吨，现阶段纸浆和有机肥都供不应求。
技术分析（创新性、先进性、独占性）
本成果利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”分离的多种低温发酵菌株，根据不同种类植物秸秆材料所含组分特点，进行多菌株复配组合，开发出功能性微生物菌群。诠释了分解不同农作物秸秆中木质素、半纤维素、糖分、果胶、蛋白质等成分所需要的多种酶种类，明晰了低温菌株的分离、筛选、代谢产物检测的方法，创建了多菌株高效组合复配、复合培养基筛选、扩繁和秸秆低温启动发酵剂的工业化生产设备和工艺，为冬季秸秆发酵利用提供了强有力的技术支撑。利用功能性菌剂发酵粉碎的秸秆，分解其中的木质素、半纤维素和糖分、果胶、蛋白质等成分，保留纤维素，经过磨浆，获得造纸厂的纸浆和填充纤维，首创了高效（发酵温度 4-95℃，发酵快 5-30 天，平均 2.5 吨价格得 1 吨纤维，1 吨纤维出 1 吨 0.5-1吨废液，用于腐熟秸秆造肥，腐熟 1 吨秸秆需要 3-5 吨废液，也可培养成生防菌液出售。）、零污染（无废液）、高附加值秸秆生物发酵方法提取纸浆的综合配套技术体系。
东北农业大学
2021-05-10
生物活性饲料与抗生素替代及健康养殖
该成果属于农业生物技术领域。针对畜牧业生产中出现的饲料短缺及利用率低、抗生素滥用、畜禽粪便不合理排放等问题，开展了饲用益生菌的筛选、微生态制剂的研发、果渣发酵饲料菌株筛选及发酵菌剂研发、果渣发酵饲料生产工艺优化、生物活性饲料喂养效果评价等研究，获得了具备产业化的饲用优良益生菌菌株，建立了高密度发酵工艺，可实现活菌数高达1013cfu/g的微生态制剂的生产，可部分或全部替代抗生素；获得了多株果渣发酵菌种及发酵复合菌剂。建立了苹果渣生物活性蛋白饲料两步固态发酵工艺，实现了多菌种协同发酵，使发酵产物富含蛋白质、水溶性氨基酸、益生菌和水解酶等多种活性物质；建立了微生物制剂中试生产线、果渣发酵饲料中试生产线。该成果可应用于生物活性饲料、替代抗生素类生物添加剂和非粮生物饲料，生物发酵饲料可以精确到8-15%添加使用。在不增加喂养成本的基础上，提高肉蛋奶产量及品质，降低成本。全省可形成30万吨优质活性发酵饲料，应用价值大。
西北农林科技大学
2021-05-11