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生物基多元醇的綠色制造
眾所周知，石油、天然氣和煤炭等不可再生的化石資源構成了當今世界燃料和化學工業的基石，豐富了人類的物質生活，創造了當今的繁華塵世。然而，隨著化石資源的日益枯竭，能源供需矛盾的不斷惡化，油價的不斷飆升，化石工業造成的環境污染日益嚴重等問題，已成為制約社會和經濟可持續發展的瓶頸。這些問題大大推動了人們研究可再生的生物質資源制備能源和大宗化學品的熱情。多元醇作為新一代能源和化學品的平臺，其廣泛的應用前景已引起了眾多科研工作者的廣泛關注。目前，生物基多元醇的工藝路線主要集中在山梨醇的加氫裂解和纖維素通過熱裂解、催化裂化及酸水解加氫等反應途徑制得。但是這兩種工藝路線具有工序流程長，反應條件比較苛刻（需要高溫、高壓下進行），產品比較復雜，分離難度大，成本高等不足，嚴重制約生物基多元醇產業的健康發展。本項目針對上述工藝路線存在的不足，設計了三條新的反應途徑，均能有效地將葡萄糖單體轉化為附加值比較高的多元醇，如合成聚酯纖維的基礎原料：1、2-丙二醇和乙二醇等。這些工藝路線與傳統路線相比，具有反應條件比較溫和，產物比較簡單，成本比較低等優點，同時也能達到節能減排的目標，符合環境友好的要求。因此，這么有意義的研究工作應該得到更大的扶持力度，使其盡快產業化，走出符合我國生物產業特色的道路。
南京工業大學
2021-04-13
生物活性骨的制造與應用技術
現代化建設中的意外傷害、疾病以及可能的局部戰爭都可以導致大量骨損傷患者的出現。骨骼是人體唯一的支撐結構，其病變和損傷嚴重影響患者的健康和生活質量。許多骨創傷需要進行骨移植手術才能有效修復。本項目采用現代制造技術和生命科學實驗手段，通過對生物骨微觀三維結構和仿生骨活化機理的研究，建立了以快速成型為技術核心的仿生骨制造方法，所制造的人工骨具有與生物骨相近的微觀仿生結構和適應臨床個體需要的精確外部形狀。同時由于使用了磷酸鈣骨水泥和骨形態發生蛋白等可降解生物活性材料，因此該產品不僅能夠
西安交通大學
2021-01-12
甾體激素藥物的綠色生物制造與工藝研究
甾體激素藥物是僅次于抗生素的第二大類藥物。全球甾體類藥物總值近 500 億美元，占世界醫藥銷售額的 6%。中國是甾體藥物原料及其制劑的主要生產國，年產值近 800 億元人民幣。 本項目組圍繞重要甾體化合物中間體 AD、三羥基雄甾烯酮及其相關下游產 品，開展生物轉化關鍵技術研究與產業應用研究，突破了生物催化去氫表雄酮雙 羥化制備三羥基雄甾烯酮的技術體系，創新了屈螺酮合成新方法。項目改造優化 了微生物轉化菌種的性能，開發了新型發酵和綠色提取工藝，建立了全流程的過程工程控制技術，大幅提高了產品的轉化率，建成了百噸級規模的甾體化合物生產線。項目成果在 Green Chemistry、Journal of Steroid Biochemistry andMolecular Biology、Steroids 等期刊上共發表了相關文章 30 余篇，申請國家發明專利 28 項，其中授權 10 項。獲中國石油和化工行業協會優秀專利獎 1 項，全國大學生“挑戰杯”競賽一等獎 1 項。
江南大學
2021-04-13
飼料用氨基酸的高效微生物制造
全球氨基酸市場需求增長勢頭強勁，年均增長5.6%以上。2017年，全球年產量已達850萬噸，總銷售額超百億美元。目前，氨基酸的生產主要有三種方法，包括微生物發酵法、化學合成法和酶法水解法等。其中，微生物發酵法因其產能高、成本低等優勢，作為最主要的方法，生產了全球總產量85%以上的氨基酸。為應對不斷升級的市場需求，氨基酸發酵企業亟需提高發酵產量和拓展氨基酸品種，而關鍵在于獲得氨基酸高產菌株。現有的氨基酸高產菌株篩選方法如氨基酸類似物篩選法，存在毒性高、陽性率低及種類受限等問題，無法滿足篩選需求。因此，開發全新的氨基酸高產菌株篩選方法具有十分重要的科學意義和應用價值。
項目組通過增加序列中稀有密碼子的數量來提高蛋白翻譯所需氨基酸濃度的“門檻值”，利用必需基因和顏色蛋白編碼基因，建立了氨基酸高產菌株的選擇和篩選體系，并證明了該方法在大腸桿菌和谷氨酸棒狀桿菌中的可行性。本研究為氨基酸高產菌株的篩選提供了新系統，理論上可用于任何一種天然氨基酸高產菌株的篩選，同時也為氨基酸高產機制的發現提供了新思路，可用于氨基酸發酵生產中優良菌株的構建，進而推動氨基酸市場的增長，促進氨基酸在飼料、食品、醫藥等民生領域的應用。
目前，微生物細胞工廠的遺傳改造已經基本完成，正在進一步的改造。發酵生產的濃度、產率和速率都達到國際先進水平。進一步的提高正在研究進行中。
北京理工大學
2023-05-10
飼料用氨基酸的高效微生物制造
全球氨基酸市場需求增長勢頭強勁，年均增長5.6%以上。2017年，全球年產量已達850萬噸，總銷售額超百億美元。目前，氨基酸的生產主要有三種方法，包括微生物發酵法、化學合成法和酶法水解法等。其中，微生物發酵法因其產能高、成本低等優勢，作為最主要的方法，生產了全球總產量85%以上的氨基酸。為應對不斷升級的市場需求，氨基酸發酵企業亟需提高發酵產量和拓展氨基酸品種，而關鍵在于獲得氨基酸高產菌株。現有的氨基酸高產菌株篩選方法如氨基酸類似物篩選法，存在毒性高、陽性率低及種類受限等問題，無法滿足篩選需求。因此，開發全新的氨基酸高產菌株篩選方法具有十分重要的科學意義和應用價值。
項目組通過增加序列中稀有密碼子的數量來提高蛋白翻譯所需氨基酸濃度的“門檻值”，利用必需基因和顏色蛋白編碼基因，建立了氨基酸高產菌株的選擇和篩選體系，并證明了該方法在大腸桿菌和谷氨酸棒狀桿菌中的可行性。本研究為氨基酸高產菌株的篩選提供了新系統，理論上可用于任何一種天然氨基酸高產菌株的篩選，同時也為氨基酸高產機制的發現提供了新思路，可用于氨基酸發酵生產中優良菌株的構建，進而推動氨基酸市場的增長，促進氨基酸在飼料、食品、醫藥等民生領域的應用。
目前，微生物細胞工廠的遺傳改造已經基本完成，正在進一步的改造。發酵生產的濃度、產率和速率都達到國際先進水平。進一步的提高正在研究進行中。
北京理工大學
2022-04-18
無醛生物質膠黏劑制造與應用技術
項目采用豆粕、棉粕等植物蛋白為主要原料，開發出蛋白質活化、降粘、增強及快速固化等技術，創新植物蛋白膠黏劑施膠設備，解決了蛋白膠黏劑工業化應用的一系列難題,獲國家發明專利12項。
黏劑產品具有涂布性能好、預壓性好、固化溫度低（110-120℃）固化速度快、耐水膠合強度高、成本低等優點，可用于單板類人造板生產。人造板產品力學性能表現優異，12小時水煮不開膠，無甲醛，膠黏劑產品成本與環保型三聚氰胺改性脲醛樹脂相當，具有較好的性能與成本優勢。
北京林業大學
2021-05-09
微生物轉化制造 L-瓜氨酸的方法
利用自主篩選、鑒定和保藏的一株產精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌 CGMCC1347，通過發酵培養其微生物細胞，用于轉化精氨酸生成 L-瓜氨酸，用 5L 發酵罐發酵 20 小時產酶活力達到 2.17U/mL。采用卡拉膠等凝膠包埋固定化細胞反復分批轉化 10 次，酶活力不減。用固定化細胞固定床反應器進行連續轉化，連續 30 天以上，連續 30 天 mol 轉化率穩定在 90-99％，30 天平均稀釋速率 D=0.0735 h-1，固定床反應器生產效率平均 6.34 g L-1 h-1，固定化細胞生產能力 0.0108 g h-1 g -1。本技術的特點是高產精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌菌株能高效轉化精氨酸生成 L-瓜氨酸，對底物總摩爾轉化率高，轉化后的產物純度高，作為生物催化劑的微生物細胞易于培養且安全無毒，生物轉化反應條件溫和，環境友好。固定化細胞可反復利用多次，或裝柱連續轉化。
江南大學
2021-04-11
聚合級D-乳酸低成本、高效的生物制造技術
成果簡介： 聚乳酸以其良好的生物可降解性被譽為是21世紀最具發展前景的綠色高分子材料。D-乳酸共混能顯著提高聚乳酸材料的使用性能，拓寬其應用領域，此外D-乳酸還是多種手性材料的合成前體。針對目前D-乳酸發酵制備過程中產量低、周期長等缺陷，本團隊通過多種誘變選育技術，獲得D-乳酸高產菌株；剖析菌株發酵代謝的關鍵酶及代謝網絡的調控規律，解除菌株D-乳酸發酵的
南京工業大學
2021-01-12
無醛生物質膠黏劑制造與應用技術
項目成果/簡介: 項目采用豆粕、棉粕等植物蛋白為主要原料，開發出蛋白質活化、降粘、增強及快速固化等技術，創新植物蛋白膠黏劑施膠設備，解決了蛋白膠黏劑工業化應用的一系列難題,獲國家發明專利12項。 黏劑產品具有涂布性能好、預壓性好、固化溫度低（110-120℃）固化速度快、耐水膠合強度高、成本低等優點，可用于單板類人造板生產。人造板產品力學性
北京林業大學
2021-01-12
“以飼代采”生物釀蜜新模式
原理：以蜜蜂為活體生物轉化器，利用體內酶系進行生物轉化，將果汁轉化為果蜜創新點：世界上首次提出“以飼代采”生物釀蜜概念，以大宗水果為原料，經前處理，飼喂蜜蜂，實現定場養蜂，實現蜂蜜工業化生產應用案例：2023年，在沈陽建立200群的生物釀蜜示范基地，輻射東北地區成果獲獎：第十五屆“挑戰杯”全國大學生課外科技活動大賽，三等獎成果評價：完全顛覆國內外幾千年的蜂蜜生產模式，實現0→1的突破，為蜂蜜生產打開一扇全新的大門，規避了傳統蜂蜜生產的限制因素以及不利因素，實現蜂蜜生產工業化、標準化、機械化、智能化，蜂蜜生產效率比傳統提高3-4倍，解決了水果滯銷、儲運損失的問題。
沈陽農業大學
2025-05-19