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秸秆糖微生物转化研发技术

2021/06/21
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预算金额:面议
截止时间:2021-12-31
所在地区:江苏省
所属行业: 固废处理

待承接

需求概述

一、项目概述

团队开发的新型秸秆制糖工艺有效解决了传统工艺抑制性副产物生成量高、酶消耗量大的问题,大幅提升了秸秆糖品质,配合团队自主研发的高价值微生物选育、木糖代谢通路改造与高浓度异养发酵技术,有效实现了以秸秆糖为底物的微生物高效发酵生产,生产成本可降低60%以上,可广泛应用于蛋白核小球藻、芽孢杆菌、毕赤酵母等典型经济型微生物的生产工作。

团队现有全职研发人员5人,负责人张天元博士毕业于清华大学,长期从事环境废弃物资源化研究,已发表SCI论文二十余篇,是团队核心技术的主要发明人。团队其他人员均具有研究生及以上学历,具备丰富的研发经验和扎实的执行水平。


二、应用范围

1. 新型秸秆预处理与糖化工艺

该工艺为从秸秆预处理、木质素脱除、纤维糖化到后续处理的全工序整合包,针对高品质糖液的制备需求,结合木质素肥料化和秸秆清洁处置的理念,由具备丰富从业经验的科研和工程人员共同开发完成。不同于现有的酸性制糖方法(易产生糠醛类抑制物),该工艺是在汽爆预处理后,在碱性条件下,投加木质素脱除药剂,采用连续挤压蒸煮方法脱除木质素,剥离并中和纤维组分后,利用特有的纤维素酶富产菌株组,在超低酶投加量条件下,完成高得率的水解过程。处理过程中同步完成蛋白质碱水解,保留微生物和植物生长促进素组分,提升产物的营养价值。回收木质素组分用于制备全水溶黄腐酸钾有机肥,提升处理过程的经济效益。

工艺开发团队参与过多项国内秸秆清洁制浆、玉米芯制糖与燃料乙醇领域重大相关项目建设、运营和研发工作,及多项国家、省部级科技进步奖的申请工作,对相关技术的研发与落地具有丰富经验。

2. 纤维素富产菌株组构建技术

项目团队在充分认识所用碱性处理条件对木质纤维素晶体结构和纤维单体组成的影响后,结合高品质糖液的制备需求,开发了基于嗜热纤维梭菌和里氏木酶的纤维素富产菌株组构建技术。该项技术为项目团队与美国达特茅斯学院(常青藤联盟学校)的归国博士团队合作完成,在传统纤维素酶的基础上,着眼于项目所用材料特性,强化了针对木质素与纤维素共价键分解酶、外切纤维素酶等关键酶的活性,并大幅削弱了难挥发性代谢产物的生成量,配合具备强纤维二糖酶表达能力的里氏木酶菌株,实现了超低酶投加量条件下,纤维材料的高效水解,并通过酶的原位自主生产,大幅降低了纤维酶解过程的成本。

3. 适于秸秆糖底物的菌株及其构建方法

项目团队利用从某霉菌株中分离出木糖异构酶和木酮糖激酶表达基因,结合适宜质粒运载体、启动子和调节子,构建了新型木糖代谢通路,与传统木糖还原通路相比,无需消耗还原型辅酶NADPH,可广泛应用于经济型微生物的木糖适应改造。在此基础上,项目团队综合建立了适于秸秆糖底物的菌株改造和驯化方法,选育了多株代表性模式微生物株,包括蛋白核小球藻、裂殖壶菌、芽孢杆菌和乳杆菌等,初步建立了菌株库,预备以此为基础,借助清华苏州环境院实验平台,系统性开发满足市场需求的微生物产品。

三、是否有知识产权/专利

均有

四、团队介绍

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五、合作方式

知识产权许可。



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