项目1:D-塔格糖生产技术

项目介绍:

D-塔格糖是一种罕见的天然己糖，是D-半乳糖的异构体和D-果糖在C-4位的差向异构体。是一种潜在的保湿剂和低热量甜味剂，具有抑制血糖升高、改善肠道菌群、抗龋齿等多种生理功效。目前，以D-塔格糖为原料的产品已经问世，D-塔格糖作为一种新型甜味剂被添加到饮料、谷物食品、巧克力、糖果、糖尿病保健品等食品中。世界上许多大企业都在产品中添加了D-塔格糖作为功能性甜味剂。例如，百事公司在其雪碧饮料中使用D-塔格糖，新西兰Miada运动营养食品公司将D-塔格糖应用于巧克力产品的开发。

D-塔格糖生产的原料是乳糖，乳糖是奶酪生产的副产品，价格低廉。乳糖水解产物D-半乳糖被异构化形成D-塔格糖。本项目在吸收国外先进技术的基础上研究成功，具有自主知识产权，建立了适合大规模生产D-塔格糖的生产、分离和精制方法。产品质量达到国外同类产品水平，可替代进口产品，具有明显的经济效益和社会效益。

创新的关键点:

合理利用乳糖，将其转化为功能性食品甜味剂D-塔格糖。该项目技术生产工艺先进，操作方便，无污染，投资少，建设周期短，成本低。

项目2。果聚糖生物制剂的工业化生产技术

项目介绍:

果聚糖是一种β-(2→6)果聚糖，由果聚糖蔗糖酶(EC2.4.1.10)催化果糖残基转移到蔗糖的碳链上，促进碳链延伸而形成。果聚糖和菊粉的结构差异在于菊粉是一种通过β-(2→1)糖苷键连接的多糖。果聚糖具有一定的温度稳定性，熔点为225℃，玻璃熔点为141℃，可溶于水或水的混合溶剂，溶解度随温度升高而增大，随聚合度而变化。聚合度越低，溶解度越大。果聚糖不仅具有天然多糖的共同特征，还具有自身的一些特性，使其在许多领域都有应用。在食品中，它可作为功能性食品的重要组成部分，低聚糖生产的原料，乳化剂和成膜剂等。在医学上，果聚糖具有抗肿瘤、免疫调节和抗感染的作用，也可作为血浆的替代品。此外，它还可以用作化妆品添加剂，因为它具有与透明质酸相同的保湿效果，并对人的角质细胞和成纤维细胞具有相似的增殖作用。因此，果聚糖的生产具有巨大的市场前景。

果聚糖在植物中含量低，天然提取分离成本高，不适合工业化生产。然而，酶促合成简单，是大量合成果聚糖的唯一有效方法。

创新的关键点:

该项目以蔗糖为原料，采用生物酶法合成果聚糖，具有生产工艺先进、操作方便、无污染、投资少、建设周期短、能耗低、成本低等优点。

项目三。L-蛋氨酸的微生物高效生产方法

项目介绍:

L-蛋氨酸广泛应用于饲料工业，是家禽饲料中限制性氨基酸的首选。L-蛋氨酸是一种强肝促发育的解毒剂。当它不足时，就会引起食欲不振。蛋氨酸广泛用于营养补充剂和家畜饲料。蛋氨酸容易被鸡吸收，转化为鸡肉蛋白。在鸡饲料中添加蛋氨酸可以降低饲料消耗，使鸡健康生长。

L-蛋氨酸的合成方法主要有化学合成法和微生物发酵法。由于化学合成会产生大量有害物质，微生物发酵生产蛋氨酸越来越受到人们的关注。本实验室以谷氨酸棒杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术进行基因敲除和敲入，达到“开源节流”，即增强L-蛋氨酸合成途径的代谢流，抑制或阻断旁路途径的代谢流，最终提高L-蛋氨酸的产量。目前，中间菌株的产量已达到21mmol/L，具有重要的应用前景。

创新的关键点:

首次对谷氨酸棒杆菌L-蛋氨酸合成相关基因进行了系统改造。获得的菌株遗传稳定，发酵和提取过程操作方便，工程投资少，培养基和分离成本低。

四。微生物高效生产L-苏氨酸的方法

项目介绍:

L-苏氨酸在食品、饲料、医药、化妆品等领域的消费呈现长期稳定增长的趋势，尤其是在饲料添加剂方面。使用添加L-苏氨酸的低蛋白配合饲料作为家禽日粮，不仅可以缓解天然蛋白质的缺乏，减少动物的氨排放，还可以提高家禽的生产性能。在医药领域，L-苏氨酸不仅仅用于氨基酸输液，随着人类保健意识的提高，市场上出现了各种氨基酸保健饮料，L-苏氨酸是必不可少的成分。L-苏氨酸有望取代色氨酸，成为继赖氨酸和蛋氨酸之后增长第三快的氨基酸。因此，L-苏氨酸行业迫切需要提高产量，降低成本，以满足市场需求。

本实验室以谷氨酸棒杆菌为出发菌株，利用代谢工程技术进行基因敲除和敲入，并对关键基因进行测序、蛋白质结构分析和定向转化，从而达到“开源节流”的目的，即增强L-苏氨酸合成途径的代谢流，抑制或阻断旁路途径的代谢流，最终使L-苏氨酸产量提高近20倍。具有良好的应用前景。

创新的关键点:

首次对谷氨酸棒杆菌L-苏氨酸合成相关基因进行了系统分析、蛋白质结构建模和分子改造，获得了一系列遗传稳定的高产菌株。发酵操作方便，纯化工艺简单，工程投资低。

5.α-葡萄糖苷酶的制备及酶法生产低聚异麦芽糖

项目介绍:

低聚异麦芽糖作为一种健康的糖源和功能性食品添加剂，广泛应用于医药、食品和饲料添加剂行业。在制备低聚异麦芽糖的过程中，α-葡萄糖苷酶的转糖苷作用是关键步骤。目前，我国用于生产低聚异麦芽糖的α-葡萄糖苷酶大部分依赖进口。本项目获得的-葡萄糖苷酶产生菌发酵液的酶活达到11U/mL，为国内外报道的最高水平。发酵过程简单，易于控制。重组菌发酵液经过滤、灭菌、浓缩后，可直接转化为酶液。酶转化生产的低聚异麦芽糖转化率与进口酶相近，可替代进口产品。

创新的关键点:

成功研制出具有自主研发产权的α-葡萄糖苷酶，为异麦芽低聚糖的工业化生产奠定了基础。

6.α-环糊精葡萄糖基转移酶的制备及酶法生产α-环糊精

项目介绍:

环糊精广泛应用于食品、香料、医药、农药、化工等行业。本项目利用基因工程技术构建了一株高表达-CGT酶的工程菌。通过发酵优化，发酵液酶活分别达到100U/ml以上(以-环糊精产率计)和70400 U/ml(以水解活性计)，具有发酵周期短、过程简单易控等特点。发酵结束后，发酵液可以过滤灭菌，直接作为酶液进行转化反应。此外，利用蛋白质工程技术对该酶的产物特异性进行了改造。以15%的淀粉为底物时，环糊精的总转化率达到55%以上，α-环糊精的含量达到85%以上。

创新的关键点:

成功开发了具有自主知识产权的α-环糊精葡萄糖基转移酶和α-环糊精制备技术，达到国际先进水平。