生物基L-丙氨酸制造的关键技术及产业化应用

地区:上海市 宝山区

关键词:安徽华恒生物科技股份有限公司;中国科学院天津工业生物技术研究所

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000004890

成果描述:

该项目隶属于生物化工技术领域。L-丙氨酸以前的生产技术都是以石油基顺酐为原料,制得天冬氨酸后再脱羧生成L-丙氨酸。该技术使用的原料不可再生,生产过程排放大量的二氧化碳。该项目在发酵生产L-丙氨酸的菌种研发方面进行了系统深入的研究,取得了系列关键技术的突破。构建出以葡萄糖为原料高效生产L-丙氨酸的工程菌株,实现了生产原料的可再生,避免了生产过程中二氧化碳的排放。在全球首次实现了发酵法生产L-丙氨酸的产业化,2年时间项目产品发酵法L-丙氨酸全球市场占有率达50%以上。主要创新成果如下:建立了大肠杆菌的基因组规模系统代谢育种技术;导入外源的L-丙氨酸脱氢酶,打通了大肠杆菌利用葡萄糖合成L-丙氨酸的路线;使用进化代谢技术显著提高了工程菌合成L-丙氨酸的能力,构建出以葡萄糖为原料高效生产L-丙氨酸的大肠杆菌工程菌。工业大生产需要使用自来水进行发酵,而自来水对大肠杆菌细胞有很强的抑制作用。通过进化代谢技术显著提高了工程菌耐受自来水的能力,构建出适应工业生产环境的L-丙氨酸生产菌;在自来水中发酵,L-丙氨酸的产量提高了43%,和使用蒸馏水相比产量基本一致。建立了从发酵液中分离提取L-丙氨酸的一整套工艺,提取总收率达85%。在200 m<'3>发酵罐中实现了发酵法生产L-丙氨酸的产业化,生产成本和传统技术相比降低42%,避免了生产过程中二氧化碳的排放。获授权中国发明专利3项、实用新型专利1项;申请PCT专利3项。形成了涵盖基因表达调控和进化代谢技术、L-丙氨酸生产菌种、发酵、提取和应用的专利群。相关核心技术已在安徽华恒生物科技股份有限公司等2家企业(另一家是安徽华恒生物的全资子公司)得到推广应用,建成了万吨级生产线2条。近三年累计实现新增销售额3.84亿元,新增利润8900万元,新增税收1500万元,出口创汇2120万美元,创造出了显著的经济效益,获得首届中国创新创业大赛全国三等奖。该项目对引领生物基化学品的先进制造,促进传统石化产业结构调整与升级具有典型的示范意义。
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