[01130378]工业酶制剂性能改良及高效制备的技术创新与产业化应用

一.科学技术领域： 轻工化工、生物催化技术与产品领域。 二.简要背景： 生物催化技术的本质是以生物酶制剂为催化剂进行物质转化，大规模制备人类所需的化学、医药、食品、能源和新材料等轻化工产品，是解决人类面临的资源、能源及环境危机的有效手段。该项目研究在食品、淀粉以及能源等行业工业酶制剂关键问题，运用先进生物技术，对多种工业酶制剂进行性能改良，并利用枯草芽孢杆菌整合表达系统来高效生产制备这些工业酶制剂，突破中国高效制备性能优良工业酶制剂技术瓶颈，满足中国轻化工领域对优质酶制剂的迫切需求，促进中国生物深加工的跨越式发展。 三.主要技术内容及创新要点： 主要技术内容包括：通过半理性设计新策略与技术对酶分子进行改造，获得性能优异的新型酶，构建枯草芽孢杆菌整合表达系统，利用启动子和信号肽筛选、多拷贝基因整合表达和信号肽分子改良饱和突变等技术提高外源基因表达，探索优化发酵条件和后处理工艺，高效生产各种工业酶制剂，并开展新产品产业化应用研究。 创新要点为： 1、普鲁兰酶的分子改造及在枯草芽孢杆菌中的高效表达； 2、枯草芽孢杆菌整合表达及基因多拷贝整合高效表达新技术； 3、海藻糖合成酶基因的克隆、改造和高效表达； 4、微生物β-淀粉酶分子改造、分泌表达研究及产品开发技术； 5、新型α-乙酰乳酸脱羧酶高活力表达技术。 四.技术经济指标： 项目完成α-乙酰乳酸脱羧酶、海藻糖合成酶、普鲁兰酶和β-淀粉酶多个酶制剂的研发及实施产业化应用，经济效益明显，项目2015年以来在项目完成单位累计实现新增销售额21490.68万元，实现利润2874.14万元，税收1419.68万元，出口创汇780万美元，节约能源及原(辅)材料1711.6万元。项目申请发明专利9项，已获得发明专利授权6项，发表科技论文6篇。 五.促进行业科技进步作用及推广应用、效益情况： 该项目技术创新及其产业化应用，带来明显的经济效益和社会效益，促进中国啤酒工业和淀粉深加工以及淀粉糖、麦芽糖和麦芽糖醇工业的发展，摆脱对进口酶制剂的依赖，具有重要的战略意义；研发的酶制剂广泛推广应用到淀粉深加工行业中，进一步提高淀粉的附加值，增加淀粉及其衍生物的品质和应用范围，在生产过程中减少环境污染，具有显著的生态效益。该研究建立一套食品安全的枯草芽孢杆菌整合型高效分泌表达系统，对中国食品加工用酶制剂的安全生产起到了示范作用，对保证食品加工过程的安全具有示范意义。项目产品已经在全国17家大、中型啤酒制造企业和3家淀粉糖制造企业推广应用，出口到英国、德国、越南、印度、波兰、比利时等6个国家。该项目2015-2017年，推广应用企业实现新增销售额7亿多元，新增利润6千多万元、税收4千多万元。