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以肉類加工、流通、貯藏等下游生產(chǎn)鏈為切入點，以工廠加工生產(chǎn)、超市賣場銷售、冷鏈運輸流通、廚房貯藏烹飪等為主要場景設(shè)計，對氣單胞菌、單增李斯特菌、腸炎沙門氏菌等的交叉污染建模理論進行了完善，定量觀測并模擬了食源性致病菌在不同傳遞介質(zhì)和操作方式影響下的交叉污染情況，并與消費者攝入 后的定量暴露評估、風(fēng)險管理預(yù)警、限量標(biāo)準(zhǔn)制定、軟件參數(shù)設(shè)置等相結(jié)合，特別是提出了采用矩陣的形式對氣單胞菌在不同場景下和不同介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)移過程進行量化的直觀方法（，模擬了廚房環(huán)境下消費者食用不同材質(zhì)案板處理過的污染

1.微生物專業(yè)人才 2.對菌種進行分離、純化、復(fù)壯的人才 3.海洋生物酶解專業(yè)人才

該裝置采用分段式梯級結(jié)構(gòu)，靈活實現(xiàn)了生物質(zhì)炭化、液化、氣化以及氣、液、固多聯(lián)產(chǎn)等生產(chǎn)模式，提升了生物質(zhì)熱解氣化裝置的靈活性。該裝置用于生物質(zhì)氣化生產(chǎn)模式時，生物質(zhì)原料先后經(jīng)歷低溫干燥、中溫?zé)峤夂笤龠M入氣化反應(yīng)器發(fā)生高溫氣化反應(yīng)，極大地使氣化反應(yīng)器小型化，減少了耐高溫不銹鋼的使用量，降低了裝置成本，且有利于反應(yīng)器密封，提高裝置的安全性；參加氣化反應(yīng)的氣化劑為干燥階段產(chǎn)生的水蒸氣，即有利于提升生物燃氣的品質(zhì)，又集生物質(zhì)原料干燥與氣化劑制備于一體，避免了重復(fù)耗能，提高了系統(tǒng)效率；用于燃燒的燃料為不同生產(chǎn)模式下的副產(chǎn)物，不足部分再引入生物質(zhì)原料、部分中間產(chǎn)物或終端產(chǎn)品來補充，實現(xiàn)了反應(yīng)裝置熱量自維持，且極大地提高了生物質(zhì)原料的利用效率。該裝置具有控溫方便、運行連續(xù)、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，適用于秸稈、木屑、稻殼、畜禽糞便等多種生物質(zhì)原料的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用。 成果完成時間：2017年6月

由于2,3-丁二醇結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，化學(xué)合成2,3丁二醇成本較高，而不像1,4－丁二醇用乙炔合成那樣具有成熟簡單的工藝，所以一直很難實現(xiàn)大工業(yè)化生產(chǎn)。用生物法來制備2,3丁二醇既符合綠色化工的要求，又可避免化學(xué)合成的困難，受到了廣泛的關(guān)注。 本項目從2,3－丁二醇生物合成途徑和整體代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)著手，在系統(tǒng)分析粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens）細胞代謝網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，運用代分子生物學(xué)技術(shù)合理修飾細胞代謝途徑，使整體代謝網(wǎng)絡(luò)與中心代謝有機結(jié)合，提高代謝途徑的物質(zhì)定向流量，提高2,3－丁二醇的生物合成量，最后根據(jù)基因工程菌株的細胞特點，確定了大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)2,3－丁二醇新型工業(yè)化發(fā)酵調(diào)控策略。 我們通過基因改造、培養(yǎng)基及調(diào)控策略的優(yōu)化，目前發(fā)酵水平BD的產(chǎn)量達到130g/L，達到國際先進水平。同時我們采取萃取/高真空精細分餾的分離方法已獲得了純度達95%結(jié)構(gòu)為內(nèi)消旋的2,3-丁二醇。該項目?00?年獲國家科技部“863”產(chǎn)品導(dǎo)向課題資助。

低聚果糖是由果糖基連接生成的多糖，微生物來源的果聚糖是含有β (2→6) 糖苷鍵及少量β (2→1)側(cè)鏈的果聚糖，低聚果糖具有改善腸道菌群平衡的作用。低聚果糖特有的理化特性和生理功效如水溶性膳食纖維、雙歧桿菌增殖因子等是以高純度低聚果糖為原料作實驗而得結(jié)論。除了具有天然多糖共同的特點如生物相容性、生物降解性、安全無毒，還具有抗腫瘤、抗糖尿病、免疫增強、降血脂等多種重要的生物學(xué)功能，而且可用于制備納米材料，在生物醫(yī)藥和功能食品等方面具有巨大的應(yīng)用潛能，體現(xiàn)出巨大的潛在市場價值。 國內(nèi)目前以酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)的低聚果糖執(zhí)行國家低聚果糖標(biāo)準(zhǔn) GB/T 23528-2009，產(chǎn)品是蔗糖-果糖或果糖-果糖聚合度為 2-9 的功能性低聚糖，分子量為 342-1476。 新一代低聚果糖采用菌體發(fā)酵法合成生產(chǎn)，美國市售產(chǎn)品分子量約 5000。是很好的益生元產(chǎn)品。 項目特色和創(chuàng)新之處： 南開大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。為了提高低聚果糖的產(chǎn)量和純度，項目組采用溫敏質(zhì)粒結(jié)合反向篩選標(biāo)記-------無痕基因敲除法對菌株的其他胞外產(chǎn)物和六個胞外蛋白基因以及 3 個細菌胞外多糖基因（簇）進行了敲除；5 L 罐分批發(fā)酵低聚果糖的產(chǎn)量（42 h）達到 43.34 g/L。為了進一步提高蔗糖酶的分泌表達，項目組整合強啟動子和信號肽對菌種進行改造，在 5 L 發(fā)酵罐采用補料分批發(fā)酵工藝，菌株低聚果糖產(chǎn)量達 101.7g/L。分子量約 5000 Dal，純度 95%以上。 項目特色： 1. 菌種（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是分離自傳統(tǒng)發(fā)酵食品，生產(chǎn)主要原料為蔗糖；菌種改造采用無痕基因編輯技術(shù)，具有安全性 2. 補料分批發(fā)酵產(chǎn)量為：101.7 g/L;分子量約為 5000；純度大于95.0%; 3. 授權(quán)專利號為：ZL201410405975.2 市場應(yīng)用前景： 目前,低聚果糖的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，除了生產(chǎn)人類保健品口服制劑之外，在中老年營養(yǎng)品、中老年專用奶粉、嬰兒奶粉、部分營養(yǎng)飲料等中實施添加；某些化妝品中也需要加入低聚果糖。還是替代抗生素在飼料中添加的主要成分之一。隨著腸道菌群影響人類健康研究新成果的不斷報道，低聚果糖----益生元/膳食纖維越來越受到人們的青睞。開展該產(chǎn)品的生產(chǎn)將會獲得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。另外，生產(chǎn)中實施廢菌體回用技術(shù)工藝，可使發(fā)酵做到近零排放，具有綠色生態(tài)效益.

石油作為一種非再生的化石資源和能源，世界范圍內(nèi)采收率在30%~60%之間。為提高油藏中的石油采出率，目前我國多數(shù)油田主要經(jīng)歷的依靠天然能量采油、注水注氣保持地層壓力采油和強化采油等技術(shù)無法滿足日益增長的石油需求，殘留在地層中的石油資源占到了50%以上，需要更有效和環(huán)保的采收方法。微生物提高石油采收率技術(shù)（Microbial Enhanced Oil Recovery, MEOR）是目前公認的開采油藏中剩余油和開發(fā)利用稠油油藏的最有效的采油方法之一，具有成本低、污染小、開發(fā)效率高、過程控制簡單、代謝產(chǎn)物不殘留等優(yōu)點，逐漸成為世界各國研究進一步開采剩余油藏的技術(shù)手段。表面活性物質(zhì)對原油進行降解和分散乳化，最終使固態(tài)石油變?yōu)橐簯B(tài)而被開采，是MEOR 技術(shù)最重要的作用機理之一，但目前工業(yè)化應(yīng)用很少，主要原因在于我國油藏及儲集層類型多，原油性質(zhì)變化大，地質(zhì)條件復(fù)雜，沒有環(huán)境適應(yīng)能力強的菌株應(yīng)用于石油生產(chǎn)，因而對內(nèi)源微生物激活劑和生物乳化劑復(fù)配驅(qū)油劑研究是工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的熱點。 本項目的生物復(fù)配驅(qū)油劑在環(huán)境適應(yīng)性方面具有無可比擬的優(yōu)勢，該復(fù)配驅(qū)油劑具有一定的黏度，可定向激活油藏內(nèi)源采油功能菌，在溫度（20~100℃）、鹽度（1~20%）、乳化穩(wěn)定性等方面，展現(xiàn)了較強的工業(yè)化應(yīng)用潛力，可望能大幅度提高水驅(qū)后剩余油的采收率（5~30%）。 市場應(yīng)用前景： 從我國的石油市場需求來看，2012 年，我國成品油消費 1.5 億噸以上，石油消費超過 2.3 億噸，目前原油價格在 5000~5500 元/噸，國內(nèi)化學(xué)驅(qū)油成本在 3000~5000 元/噸不等，而 MEOR 平均在 1200 元/噸以下，還具有無污染，能耗低等優(yōu)勢。目前，該技術(shù)已達到中試階段，成功應(yīng)用于多個油田區(qū)塊，投入產(chǎn)出比大于 1:5。

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，全球變暖、能源危機以及白色污染等問題日趨嚴重，應(yīng)對這些全球關(guān)注的焦點問題，生物降解塑料發(fā)揮著無可替代的積極作用。目前商業(yè)化的生物降解塑料主要有 PLA、PBAT、PHA、PBS 等，由于價格居高不下，這大大地制約了其大規(guī)模應(yīng)用。本技術(shù)將生物降解塑料和成本低廉的淀粉進行共混改性，一方面降低其成本，另一方面維持生物降解塑料較高的力學(xué)性能。本技術(shù)制備的復(fù)合材料成本低、性能好（可滿足多種用途）。 創(chuàng)新要點：淀粉含量高（>40wt%），性能好。 效益分析：可根據(jù)用戶具體需要分析。

番茄紅素具有強抗氧化作用，有卓越的防癌、抗癌、預(yù)防心血管疾病等功效，在食品、保健品、化妝品以及醫(yī)藥領(lǐng)域具有重要用途。目前，國外已將這一產(chǎn)品廣泛用于食品添加劑、功能性食品、醫(yī)藥原料等方面。2003 年，美國《時代》雜志把番茄紅素列在“對人類健康貢獻最大的食品”之首，番茄紅素由于其優(yōu)越的功能和防癌、抗癌作用，被譽為“植物黃金”，成為“二十一世紀(jì)醫(yī)藥保健制品新寵”。 本項目采用生物發(fā)酵法生產(chǎn)番茄紅素，具備了工業(yè)化開發(fā)的條件，生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，番茄紅素產(chǎn)量可達 1.5-2.5g/L，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。 創(chuàng)新要點 采用三孢布拉酶菌發(fā)酵生產(chǎn)番茄紅素，其合成水平高于多種生物體，而且具有生產(chǎn)原料易獲得，不受自然條件限制，周期短和適用工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點。 

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，全球變暖、能源危機以及白色污染等問題日趨嚴重，應(yīng)對這些全球關(guān)注的焦點問題，生物降解塑料發(fā)揮著無可替代的積極作用。目前商業(yè)化的生物降解塑料主要有 PLA、PBAT、PHA、PBS 等，由于價格居高不下，這大大地制約了其大規(guī)模應(yīng)用。本技術(shù)將生物降解塑料和成本低廉的淀粉進行共混改性，一方面降低其成本，另一方面維持生物降解塑料較高的力學(xué)性能。本技術(shù)制備的復(fù)合材料成本低、性能好（可滿足多種用途）。

選育高產(chǎn)菌種和發(fā)展賴氨酸生產(chǎn)對于提高食品中蛋白質(zhì) 利用率,增強人民體質(zhì)以及發(fā)展家禽飼養(yǎng)業(yè)等具有十分重要的意義,對于以谷物為主要食物的我國尤為重要。本實驗室通過誘變選育和基因工程手段對大腸桿菌進行改造，獲得一株高產(chǎn)賴氨酸生產(chǎn)菌株，發(fā)酵培養(yǎng) 36 h，賴氨酸鹽酸鹽產(chǎn)量高達 193 g/L，葡萄糖得率為 74%左右。 關(guān)鍵技術(shù) (1)本研究以玉米漿為氮源，有效的降低了發(fā)酵成本； (2)以葡萄糖為原料生產(chǎn) L-脯氨酸的高轉(zhuǎn)化率發(fā)酵，該法綠色、環(huán)保、可持續(xù)，具有經(jīng)濟競爭力，有很好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景； (3)以大腸桿菌為宿主，不僅縮短了發(fā)酵周期，而且也降低了染菌幾率。