天津科技大学项目成果简介

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发表日期：2008年5月27日   出处：天津科技大学        【编辑录入：市发改委】  

: x$ |" `$ x  h. f) fL-异亮氨酸

L-异亮氨酸为八种必须氨基酸之一，广泛应用于医药和食品领域，近年来在运动食品行业得到广泛的运用。如果人体缺乏L-异亮氨酸，将导致食欲不振、体质下降、贫血及其它功能障碍。并且L-异亮氨酸作为运动食品的添加剂，有助于增进肌肉的生长发育。
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* p# m8 Z$ U7 J+ y5 u: gL-异亮氨酸主要用于一般营养型复合氨基酸输液、要素膳，大量用于配制治疗型特种氨基酸输液如肝安、肾安氨基酸输液，特别是以L-异亮氨酸为主要原料生产的高支链氨基酸输液、肝安糖浆、肝灵口服液，对治疗各种肝脏疾病具有显著疗效。因此，其用量逐年增长。L-异亮氨酸对维持成人、婴儿、儿童的生长发育有重要作用，异亮氨酸的缺乏，可导致骨骼肌萎缩和变形。我实验室选育的菌种异亮氨酸生产菌，产异亮氨酸已达到25-28g/L，接近国际先进水平，国内领先。

$ j! R/ m: t/ [' M另外，我实验室选育的赖氨酸生产菌产赖氨酸已达到120-140g/L，达到国内领先。鸟氨酸已达到13g/L。

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" s5 @4 X4 H  R4 Z  }% h. _发酵法生产ε-聚赖氨酸

聚赖氨酸制剂已广泛应用到食品加工业的各个领域，主要用于面点类、调味品、饮料、海产品等食品的防腐保鲜。除此之外，ε-聚赖氨酸还广泛应用于医学和医药制造领域，如用于药物缓释胶囊的包被膜、酶联免疫检测、基因治疗的载体和可生物降解的高吸水性材料等。迄今为止ε-聚赖氨酸的微生物发酵在日本已实现工业化，年销售量为1000吨。但在国内还处于实验室阶段，ε-聚赖氨酸生物防腐剂的开发和生产还属空白，远未形成同业的竞争态势。如果能重点扶持这一生物防腐剂的研究开发和生产，将会在未来几年创造可观的经济效益。据预计，以年产100吨聚赖氨酸计，目前日本市场上的售价为2万日元/kg（折合人民币约1500元／kg）：年产值可达1.5亿元。

' L, l6 f: C$ e* t1、  年产100吨ε-聚赖氨酸项目概算
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$ D- s7 Z# |/ U# eε-聚赖氨酸的生产通常采用微生物发酵法，以葡萄糖为碳源，无机氨盐和有机氮为氮源，接种微生物，经发酵生成ε-聚赖氨酸。

2.1ε-聚赖氨酸生产的基本工艺路线：
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菌种    发酵     分离菌体    粗提纯    浓缩     脱色     精制    产品  
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2.2   主要技术指标
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产酸率：8％～12％          ε-聚赖氨酸含量：98％            提取收率：60％

9 g# z3 W' {5 s+ j4 x* r  l2.3年产100吨ε-聚赖氨酸项目概算

( z9 n# M$ Z  U' h0 |3 I生产规模：100吨／年

8 ]4 H3 _5 i. V职工人数：100人

                设备投资：1000万元

                厂房面积：1000平方米，100万元
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% q5 R4 ?6 n' m' M1 V                配套工程：400万元
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                投资总计：1500万元
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8 ?8 n+ W: n+ Q/ E1 R$ C  v9 F产品成本及效益概算
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4 |2 j$ K2 @1 t- z" M                原料成本：20000元／吨

9 b* W9 ~; B& X- P1 ]( R8 Y4 ^. e工资及生产费用（包括设备折旧）：10000元／吨

生产总成本：30000元／吨
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产品售价：1500元／kg

1 }. y  U7 h! v& G" M年产值：15000万元
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1 _  p2 m9 `: K+ c! X# Z' X年利税：5000万元

   水、电、汽用量  水：500吨／天      电：1200千瓦时      汽：8吨／小时
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酒精浓醪发酵技术
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/ J+ C" D2 b" G; P酒精浓醪发酵研究的主要内容，一是以代谢工程理论为指导，利用细胞融合、基因重组等现代生物技术构建耐高温、耐高渗和耐高酒精浓度的酵母菌株；二是对不同糖化剂的酶学性质和功能因子对酵母菌酒精耐性和发酵速度的影响进行研究
；三是建立多酶协同糖化动力学及“糖化-发酵”耦合动力学模型，控制发酵过程的物流平衡，最大限度地消除酒精浓醪发酵过程中的前期高渗抑制与后期糖化速度限制，从而提高浓醪发酵的速度。
2 l0 }' P8 s5 X* Z/ `: }天津科技大学自1998年开始研究酒精浓醪发酵技术，在高产菌株的构建和浓醪发酵工艺等方面取得了重大突破，其小试成果已达国际领先水平，为燃料酒精的大规模生产和应用创造条件。主要经济技术指标如下：
2 U1 g: X1 \+ T2 x: l& n$ @# n. m1．菌种方面：耐高温40~45℃，耐酒精20%（V/V）以上，耐高糖30%以上。
2．5L发酵罐试验：玉米原料酒精浓醪发酵，发酵周期64-80h，淀粉出酒率（按95°酒精计）大于54%，发酵醪最终酒精浓度达15～17%（V/V）。
. E/ y5 H% I8 k) G# c0 t, ~3．预期经济效益：如果将发酵醪酒精含量在现有基础上提高4%（V/V）（如从10%提高到14%），则每生产一吨酒精可节省：
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- [( v7 h( s5 x) f工艺用水：3.3吨

, p8 l8 Q* n5 C蒸煮和蒸馏的蒸汽消耗：1.74吨

0 v) G% M$ P4 ^/ {% O6 ]制造DDGS浓缩废液蒸汽消耗：1.34吨
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合计：节水6.38吨，节省蒸汽3.08吨

  w/ Q% {1 C/ P1 k$ R+ |$ N蒸汽成本按100元/吨计，水按2元/吨计，则吨燃料酒精综合经济效益为320元。

& }1 p! I$ j/ w: O  U如新建一个年产30万吨的燃料酒精厂，可节省发酵设备投资25%，节省用水191.4万吨，节约蒸汽消耗92.4万吨，年经济效益将达9600万元。
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4 d, |, Y7 Z! N: I6 H& s乳酸芽孢杆菌粉剂的中试与开发
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该产品为耐酸性芽孢，因此具有耐热性与耐酸性强、保存期长等优点。另外，该技术采用好氧法培养菌体，低耗性的喷雾干燥法制备菌粉，因此，与其它乳酸菌产品相比，具有生产工艺简单、设备低廉、能耗小、成本低等优点。
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* r  D+ t) ~# z' o& v8 E本项目顺利通过中试后，在天津新星兽药厂30吨发酵罐上进行了工业化试生产。在试生产的近一年期间，共生产乳酸芽孢杆菌粉剂160吨，净增利润102.5万元，净增税收88.8万元。产品通过国内多家饲料公司对鸡和猪的饲喂应用，普遍反映该产品具有明显的提高饲料转化率和降低死亡率的作用，并且与饲料添加剂行业普遍使用的抗生素相比，具有无残留和不引起抗药性等优点，是用户喜用的产品。目前，天津市新星兽药厂已获得农业部颁发的国家新饲料添加剂产品证书。该厂目前计划正是生产的年产量为1000吨（占我国饲料添加剂市场6.25%），每年可净增利润640.5万元，净增税收554.8万元，具有显著的经济和社会效益。

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