地区：上海市 宝山区
关键词：齐鲁工业大学;保龄宝生物股份有限公司;山东福洋生物科技有限公司;山东隆科特酶制剂有限公司;山东省食品发酵工业研究设计院;北京工商大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004405
成果描述：
| 该项目属于轻工技术与工程领域。 海藻糖是由两个葡萄糖分子通过α-1,1糖苷键构成的非还原性双糖，具有独特的生物学功能，能够保护生物体的功能蛋白、核酸，生物膜等免受干旱、冷冻和高渗等物理化学因素而造成的伤害。海藻糖作为食品具有可被人体代谢、抗龋齿性及遮盖异味的特性。2000年，美国食品和药物管理局（FDA）授予海藻糖公认安全地位（GRAS）。2009年中国发布了海藻糖国家标准GB/T23529-2009。十一·五期间，海藻糖被中国轻工业联合会列为重点研发的功能糖。近几年，海藻糖的市场需求量正在不断增加，预计到2020年，中国市场海藻糖年需求量将达到15万吨/年。 海藻糖生产技术长期被日本等发达国家垄断，中国进口价格达到5-10万元/吨。2008年前，中国没有获得海藻糖合酶（TreS）的高产菌株，没有解决TreS的高效表达以及高效分离海藻糖技术的难题。 该项目针对国内外市场对海藻糖产品的迫切需求，发明了一步酶法生产海藻糖相关系列关键技术，实现了海藻糖的大规模化生产。 主要技术发明点如下： 1、自主选育了一株产TreS的恶臭假单胞菌P06，采用生物信息学方法和定点突变等技术，研究确定了TreS的空间结构域及活性中心关键氨基酸组成。 2、发明了枯草芽孢杆菌分泌表达与芽孢表面展示TreS技术体系。利用定点突变、重叠PCR、基因重组等技术，构建了抗葡萄糖反馈抑制的麦芽糖诱导与细胞群体密度感应自诱导分泌表达TreS菌株；构建了敲除三个芽孢萌发基因的芽孢表面展示TreS菌株，优化高密度发酵技术，所得重组菌发酵酶活力达到900U/mL以上，达到产业化生产需求。 3、发明了毕赤酵母细胞表面展示TreS技术体系。利用酵母细胞表面展示蛋白Pir1p融合treS基因技术，构建以PAOX1启动子、PGAP启动子调控TreS展示于细胞表面的重组毕赤酵母菌，优化高密度发酵技术，发酵结束后菌体干重可达100-110g/L，单位菌体干重酶活达1100U/g，达到产业化生产需求。 4、发明了TreS固定化技术，建立了以麦芽糖为底物，以固定化TreS为催化剂的一步法生产海藻糖的工艺技术体系。在50-55℃、pH7.5-8.0、麦芽糖底物浓度300g/L的条件下，麦芽糖转化率达64%以上，经过色谱分离后回用麦芽糖，使麦芽糖总转化率达90%以上；研制的固定化酶循环使用10次，酶活力保存率达80%以上。 5、发明了多柱循环模拟移动床连续色谱分离纯化海藻糖技术，以水为流动相，以钙离子或钠离子树脂为固定相，实现了海藻糖的高效连续分离纯化。海藻糖浆经多效浓缩、降温结晶、离心、真空干燥后，海藻糖产品的得率达92%以上，产品质量达到GB/T23529-2009标准要求。 该项目申请发明专利24项，已授权发明专利10项，实用新型1项，发表学术论文40余篇，完成博士论文1篇、硕士论文9篇，核心技术居国际领先水平。项目先后在保龄宝生物股份有限公司、山东福洋生物科技有限公司、山东隆大生物工程有限公司等企业推广应用。2013年-2015年，应用单位累计实现新增产值6.2亿元，利润1.2亿元，取得了良好的经济与社会效益。 该项目得到了国家自然科学基金、山东省自主创新重大专项、山东省科技发展计划等资助。 |
