L-天冬氨酸和L-丙氨酸高效生物转化及产业化

地区:上海市 宝山区

关键词:烟台恒源生物股份有限公司;山东省食品发酵工业研究设计院

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000004365

成果描述:

L-天冬氨酸和L-丙氨酸属于20种天然氨基酸,在医药、食品和化工等领域具有广泛用途,属于国家重点支持和优先发展氨基酸品种。L-天冬氨酸、L-丙氨酸主要采用酶转化法生产,酶法转化生产周期短、效率高、成本低。烟台恒源生物股份有限公司自2003年开始进行酶法生产L-天冬氨酸和L-丙氨酸生产,经过多年的研究开发,选育获得了具有高酶活的L-天冬氨酸和L-丙氨酸转化生产菌种,并开发出具有自主知识产权的整细胞生物转化工艺。但在实际生产过程中发现,菌株细胞培养及酶转化工艺仍然有较大的提升空间,同时下游精制技术、装备水平及产品质量都需要进一步提升。企业针对生产实际中存在的问题,与山东省食品发酵工业研究设计院合作,对影响L-天冬氨酸和L-丙氨酸生物转化生产效率及成本的关键技术进行深入研究,突破了制约L-天冬氨酸和L-丙氨酸高效转化生产的技术难题,取得了一系列的研究成果,主要创新内容如下: ⑴在原有生产菌株的基础上,通过诱变处理和定向选育获得了具有高转化性能的生产菌种,并通过培养基和培养条件的优化实现了菌体细胞的高密度培养,单位培养液中细胞生物量比优化前分别提高了52.4%和100%,酶活力分别提高100%和40%; ⑵开发出具有自主知识产权的整细胞生物转化工艺,并通过对转化工艺的进一步优化,实现L-天冬氨酸和L-丙氨酸的高效生物转化,L-天冬氨酸和L-丙氨酸的转化效率分别提高150%和60%; ⑶通过对下游分离过程及装备研究优化和升级改造,实现高光学纯度及医药级等高端产品的规模化生产; ⑷对规模化生产过程信息化关键技术及装备的研究与开发,实现生产过程的自动化控制,降低了工人劳动强度、提高了生产过程的稳定性和产品质量; ⑸通过对生产过程产生的硫酸铵、余热以及冷凝水等副产物进行了高效回收和利用,降低了资源、提高了清洁生产水平; ⑹建设完成富马酸、L-天冬氨酸、L-丙氨酸产业链示范。 项目技术获得山东省科技发展计划和山东省自主创新重大专项立项支持,获得国家授权发明专利3项,实用新型专利7项,发表科技论文2篇,参与制定国家标准1项。 上述技术创新在生产实践中进行推广应用,大幅提高了L-天冬氨酸和L-丙氨酸的生产技术水平,实现了经济效益、环境效益和社会效益的全面提升。项目实施3年来,新增销售收入61772万元,新增利润3155万元,新增税收2121万元,市场占有率上升20-30%。 烟台恒源生物股份有限公司是国内最大的L-天冬氨酸和L-丙氨酸生产企业,现有30000吨的富马酸、25000吨L-天冬氨酸和5000吨L-丙氨酸生产线,形成了以富马酸为原料高效生物转化生产L天冬氨酸和L-丙氨酸的产业链,生产和销售规模均居全国首位。发展L-天冬氨酸和L-丙氨酸产业对促进山东省乃至全国氨基酸产业的发展、提升中国氨基酸产业的国际影响力与市场竞争力都具有重大意义。
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