地区：上海市 宝山区
关键词：河南中烟工业有限责任公司;上海交通大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002388
成果描述：
| 该项目所属学科为微生物学和食品加工技术。生物技术是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》提出的五大战略重点之一。利用生物技术解决传统行业关键问题，促进产业技术升级意义重大。烟叶醇化是卷烟加工中的关键环节，微生物在其过程中起着重要作用。在自然条件下，烟叶只有经2-3年的醇化才能投入使用，导致仓储周期长、资金占用大等诸多问题。这些问题是卷烟加工行业长期关注、悬而未决的重大课题。基于上述背景，该项目利用微生物技术，以淀粉、多酚、蛋白质、果胶、叶绿素等影响烟叶品质的关键组分为研究目标，选育构建了可有效降解目标组分的菌株和基因工程菌，形成了利用微生物加速烟叶醇化的集成技术，取得了烟草加工关键技术的重大突破。项目申报专利13件，其中授权发明专利7件；保藏菌株2株，构建基因工程菌2株；发表科技论文10篇，其中SCI论文3篇、中文核心论文5篇，出版专著1部；获河南省科技成果1项，研究成果居国际先进水平。1.选育了3株菌株，实现了关键组分的有效降解。从烟叶表面、土壤中收集样本，采用驯化和物理化学诱变相结合的育种方法，通过诱变、筛选、驯化，选育出3株降解效率高、耐受性强、稳定性好的菌株，分别是可降解多酚的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp. xp，保藏号CCTCC No：M 2011453)、可降解淀粉的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis xp，保藏号CCTCC No：M 2011452)和可降解蛋白质的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus DPXP)，实现了3种关键组分的特异性降解。2.构建了2株基因工程菌，提高了菌株工业适用性。选育出可降解果胶的黑曲霉(spergillus nigers sw06)和微紫青霉(A Penicillium janthinellum sw09)，并从酶活性较高的黑曲霉中克隆聚半乳糖醛酸酶基因，在毕赤酵母X33中表达，构建了可高效降解果胶的工程菌，酶活力达2872.9U/mL，避免了黑曲霉在烟叶中直接应用带来的霉变风险。从拟南芥中克隆叶绿素酶基因，将其在大肠杆菌中表达，构建了可降解叶绿素的工程菌，酶活力达24.9U/mL，解决了烤后烟叶含青的问题。3.开发了微生物加速烟叶醇化的集成技术，显著缩短了醇化周期。通过菌剂连续发酵生产、菌剂组方复配、施加工艺优化，开发了微生物加速烟叶醇化的集成技术。应用结果表明，烟叶中淀粉、多酚、蛋白质和果胶分别下降了20.7%、48.6%、17.8%和16.0%，醇化周期缩短了9个月，感官质量与自然醇化24个月的烟叶相当。4.发现了绿原酸代谢新的中间产物，为多酚降解机理研究提供了新线索。从鞘氨醇单胞菌xp代谢绿原酸的休止细胞反应液中，鉴定发现了新的中间代谢产物原儿茶酸(3,4-二羟基苯甲酸)，为微生物降解多酚的机理研究提供了新的线索。项目技术于2012年首先在河南中烟试用，随后在天昌国际烟草有限公司和福建武夷烟叶有限公司进行推广，并将加速醇化烟叶应用于黄金叶(天叶)。应用烟叶加速醇化技术，减少了库存烟叶占压资金和仓储费用。2014年1月至2016年12月期间，应用该项目成果累计减少烟叶占用资金29.16亿元，新增销售收入46.21亿元，新增利润8.15亿元。 |
