1、技术分析（创新性、先进性、独占性） 炎症性肠病是一种慢性且易复发的自身免疫性疾病，包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）和克罗恩病（crohn's disease, CD）两种疾病类型。过去一直认为IBD是“西方疾病”，主要集中在欧洲、北美和新西兰等发达国家，而近年来随着工业的发展，亚洲国家的IBD发病率急剧上升，目前，IBD已发展成为全球性的疾病。IBD临床表现为腹泻、便血、体重降低等症状，UC主要影响结肠黏膜，引起血便，CD可在整个胃肠道呈节段性分布，引起瘘管，由于IBD反复发作，病程较长，严重影响人们的生活质量。目前，IBD的病因和发病机制尚未完全明确，但随着检测技术的发展，越来越多的证据表明宿主肠道的共生微生物失调引发先天性和适应性免疫反应紊乱进而导致遗传易感宿主出现肠道炎症。目前IBD的治疗方法主要为药物治疗，容易引起机体代谢紊乱或产生特异性不良反应等毒副作用，不适合长期使用，因此，寻找安全、有效缓解IBD的方法至关重要。 色氨酸作为必需氨基酸，在人体内不能合成，需从饮食中获取，很多研究发现色氨酸在维持肠道微生物和肠粘膜免疫之间的平衡发挥重要的作用。最新的研究表明色氨酸调节肠道免疫的本质并不是色氨酸本身，而是在肠道微生物的作用下，色氨酸分解为吲哚及吲哚酸衍生物，其中吲哚-3-乙酸（Indole-3-acetic acid，IAA）作为芳香烃受体（Aryl hydrocarbon receptor，AHR）的高亲和配体，可激活免疫系统，增强肠上皮屏障，以及肠道激素的分泌，从而发挥抗炎、抗氧化或抗毒性作用[7, 8]。但肠道微生物利用色氨酸的能力有限，本研究以乳酸菌作为实验对象，筛选出一株能够高降解色氨酸的乳酸菌，以期开发出高效、安全的缓解结肠炎的天然药物。 乳酸菌是益生菌的主要来源，主要从酸奶、泡菜等发酵食品中分离得来。乳酸菌除广泛应用于食品中外，已被证明可有效预防或治疗各种疾病，例如免疫调节、降胆固醇、抗肿瘤等益生功能。乳酸菌可通过黏附定植到肠道，调整肠道微生物结构，激活机体免疫，从而发挥出相应的益生功能。大量体内、体外及临床研究证实不同种属乳酸菌具有缓解肠道炎症的功能，但乳酸菌与色氨酸对结肠炎的预防作用报道较少。 本项目创新地研究植物乳杆菌KLDS1.0386与色氨酸混合物在制备预防结肠炎的药物中的的作用及应用，目前国内外尚无相关研究及技术。本项目具有良好的先进性和独占性。

磷脂酶 D 是一种用于磷脂改性的工业化生产用酶，近年来研究较多且效果比较明显的是通过微生物发酵的方法获得磷脂酶 D。磷脂酶 D 主要用于两个方面：一是从卵磷脂出发，通过磷酸基转移反应，制备含量较少的磷脂化合物，如磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）等；二是通过转移反应合成新的磷脂衍生物，用在药物学领域。磷脂酰丝氨酸是磷脂中的一种，天然含量稀少，但它是大脑中主要的酸性磷脂，能控制和调节细胞膜关键蛋白的功能状态，提高脑细胞的活力，改善大脑功能、修复大脑损伤，成为“脑专一性营养物质”。本项目通过菌种筛选获得一株高产磷脂酶 D 的肉桂链霉菌菌株。通过发酵优化，发酵酶活可达到 10U/mL 以上，可用于 PS、PI 的生产。 

精氨酸酶它能将精氨酸水解，生产鸟氨酸和尿素，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，目前精氨酸酶一方面可用于功能性氨基酸 L-鸟氨酸的生物制备；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。鸟氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有保肝护肝、促进垂体分泌生长激素、提 高血清中的胰岛素类生长因子的水平、进而促进肌肉的生成、缓解运动后的身体疲劳及运动后人体内氮的失衡等功能。 本项目通过菌种筛选获得高产精氨酸酶菌株，并将其用于鸟氨酸的生物制备，鸟氨酸产量可达到 70g/L 以上，底物精氨酸的摩尔转化率 96%。

D-异抗坏血酸作为维生素 C 的光学异构体，具有抗氧化作用强、氧化速度慢等优点，广泛应用于食品、医药、化工等工业领域。2-酮基-D-葡萄糖酸是 D-异抗坏血酸的前体。经筛选获得一株以(NH4)2SO4 为唯一氮源的高产 2-酮基-D-葡萄糖酸菌株，在 30L 发酵罐中，发酵时间 42 h；产量达到 265.8 g/L，糖酸转化142率为 1.04 g/g。在 500 L 发酵罐中，发酵 48 h，产量达到 220 g/L，糖酸转化率 0.99 g/g。此生产菌株在发酵过程中无副产物生成，所得产品纯度高。 

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。

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%。 

改善人工合成甜味剂(糖精钠，舔菊苷、甜蜜素等)的味感， 可使甜度增效，减少用量。在复配甜昧剂加入1~10％的丙氨酸， 能提高甜度、缓 和人工甜味剂的甜味,如同天然甜昧剂，使之回味持久。

研发阶段/n成果简介：聚-ε-L-赖氨酸（Poly-ε-L-Lysine，ε-PLL）是自然界中微生物发酵产生的阳离子型多聚氨基酸，由L型赖氨酸通过α-羧基和ε-氨基以肽键形式形成的高分子聚合物，是一种新型的生物合成的营养型天然食品防腐剂。美国、日本、韩国正式批准ε-PLL作为天然食品添加剂。与化学防腐剂相比，ε-PLL具有安全性、高效性、营养保健性、天然化、用量少等特点。与国外一些发达国家批准使用的代表性微生物食品防腐剂，如乳酸链球菌素(Nisin)和纳他霉素(Natamycin)相比，ε-PLL

复合精氨酸包被制剂可通过提供乳腺分泌乳蛋白所需的理想的氨基酸组成以促进氨基酸的利用效率和乳蛋白的分泌；同时添加了适量的具有促进乳腺腺泡发育、泌乳功能和促进机体免疫性能的精氨酸，从而起到促进泌乳奶牛乳腺发育、 乳蛋白分泌的作用。另外，采用棕榈酸和硬脂酸混合脂肪酸进行包被氨基酸复合制剂，通过奶牛瘤胃和在小肠降解的效率高，可使到达乳腺的氨基酸基本达到乳蛋白的理想模式，以供奶牛泌乳使用，从而提高泌乳奶牛的泌乳性能、乳品质，及其免疫性能。