低聚糖酶法生产与应用的关键技术及其产业化-国家糖工程技术研究中心.docVIP

1、项目名称：低聚糖酶法生产与应用的关键技术及其产业化 2、主要完成人：马延和、肖 敏、刘宗利、母智深、王乃强、周 成、王瑞明、卢丽丽、陈 云、胥九兵 3、主要完成单位：保龄宝生物股份有限公司、山东大学、内蒙古蒙牛乳业（集团）有限公司、中国科学院天津工业生物技术研究所、中国科学院微生物研究所、齐鲁工业大学 4、项目简介 非消化性低聚糖具有抵御肠道致病菌感染、维持肠道微生态平衡、增强机体免疫力等重要功能，广泛应用于食品、医药、农业等领域，是生物产业的重大品种，国际上发展迅猛。我国低聚糖用酶依赖进口，酶法转化与精制技术落后，生产成本高，产品纯度低，应用开发不足，产业发展缓慢，缺乏国际竞争力。 本项目历经7年，在国家科技项目持续资助下，解决了三个方面的关键问题：国产化了高性能低聚糖用酶；创新集成了酶法生产与产品精制技术；建立了低聚糖功能评价与应用体系。构建了国际先进的低聚糖酶法生物制造技术体系，打破了国外垄断，实现了千吨至万吨级低聚糖酶法生产，推动了产业“从无到有、从小到大、从大到强”的跨越,拓展了低聚糖产业链。本项目主要技术创新如下： （1）研制了高性能低聚糖用酶，解决了低聚糖生产的核心关键问题，实现了酶的国产化。创新应用了酶定向筛选、分子优化等技术，针对不同低聚糖产品研制了特异性强、转化能力高、酶学性质与工业化生产匹配的高性能低聚糖用酶；建立了20~50m3的工业制备系统，高效生产了4种低聚糖用酶，酶催化能力优于国内外报道水平，为我国低聚糖自主、高效生产奠定了坚实的核心基础。 （2）创新发展了酶法生产与产品精制新技术，实现了高纯度及固粉型低聚糖系列产品的低成本生产，增强了国产低聚糖的国际竞争力。建立和发展了孔径、孔隙率可控的PEG造孔固定化酶新技术和酵母表面展示酶新技术，实现了转化工艺的连续、稳定、低成本运行，吨产品酶成本较游离酶降低了300~400元，生产效率提高30%以上；创新提出了糖链定向加工技术理论，建立了物理降粘-酶法降解联用新工艺，实现了10%魔芋粉高效转化生产低聚甘露糖；开发了低聚糖模拟移动床色谱分离和带式真空低温连续干燥技术，实现了95%以上高纯度及固粉型低聚糖的高效、低耗生产，产品质量达到或超过国内外水平，填补了国内空白。 （3）开发了低聚糖产品系列应用技术，解决了低聚糖应用开发不足及使用方式不规范的问题，拓展了低聚糖的产业链和市场空间。建立了4种低聚糖产品特性、功能评价及产品应用技术体系，申报并获批了低聚糖新食品原料、饲料和饲料添加剂新产品各1项，开发了90余种低聚糖在食品、医药、农业等领域的新产品方案，拓展了低聚糖应用领域。 4、项目推广应用情况、经济、社会效益 推广应用情况：项目研发的技术和产品在保龄宝生物股份有限公司、内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司实现产业化，取得经济效益206亿元；科技成果在山东绿健生物技术有限公司、成都永安缘和生物科技有限公司等多家公司推广应用，均取得良好效果，具有显著的的经济效益和社会效益。 社会效益：第一，丰富了低聚糖产业的产品种类，提高了低聚糖的产品质量，推动了生产过程的节能减排，节约了生产成本，对产业的可持续发展具有重要的现实意义；第二，提升了我国低聚糖产业的科学技术水平，增强了低聚糖的国际竞争力，提升了国际影响力，使得我国高纯度低聚糖生产与应用技术达到国际先进水平，为我国低聚糖产品走向国际市场奠定了坚实的基础。第三，项目加快了低聚糖产品在食品、医药、农业等领域的推广应用，推动了“功能食品大众化，大众食品功能化”的健康理念，对预防亚健康、提高公众营养健康水平发挥了积极作用，推动了国内无抗生素的替代养殖模式的健康发展。第四，实现了玉米、甘蔗、魔芋等低值生物质增值2~5倍，延长了农产品产业链和深加工水平，增加了农民收入。第五，通过项目研究和产业化实施，培养博士8名、硕士12名、为企业培养学术带头人、生产技术骨干等各类人才近100名；建立了国家糖工程技术研究中心、低聚糖研发（检测）中心、功能糖产业技术创新战略联盟，为行业持续发展提供智力支持。 间接经济效益：本项目精制技术在山东绿健等公司获得推广应用，创造经济效益近1亿元；生产的低聚糖产品在国内外食品、医药等领域30余家大型企业获得了广泛应用，提高了相关产品的附加值，带动了终端产品的销售收入，满足了下游产业对低聚糖产品的需求，壮大了营养健康产业规模，经济效益显著。 5、曾获国家奖励情况 （1）2012年山东省科学技术进步奖一等奖； （2）2013年中国轻工业联合会科技进步奖三等奖。 6、知识产权情况 知识产权具体名称 国家（地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 发明 专利 转葡萄糖甘酶及其制备和固定化方法 中国 ZL 201110254748.0 2013.11.06 1302205 保龄宝生物股份有