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一、成果簡介 甘露聚糖為半纖維素的主要成分之一，是一種含量豐富的可利用自然資源，β-1,4-D甘露聚糖酶（EC. 3.2.1.78） 是一類作用于β-1,4-D甘露糖苷鍵的內(nèi)切水解酶，屬于半纖維素酶類，是甘露聚糖降解過程中最關(guān)鍵的酶。甘露 聚糖酶的工業(yè)化生產(chǎn)利用在我國剛剛起步，降低甘露聚糖酶的生產(chǎn)成本和提高其應(yīng)用適應(yīng)性是急待解決的問題。甘露聚糖酶，特別是耐熱甘露聚糖酶的應(yīng)用

隨著我國石油勘探和開發(fā)程度的提高，低滲透油田儲量所占的比例越來越大。在當(dāng)前石油 后備儲量緊張的形勢下，更好地開發(fā)低滲透油田儲量，對我國石油工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有十 分重要的現(xiàn)實意義。 為了提高低滲透油氣藏的油井產(chǎn)量，可以向油井中注入含有支撐劑的高壓水基壓裂液凝 膠，在高壓下，含油巖層會被壓裂產(chǎn)生縫隙，壓裂液凝膠裹挾著支撐劑進入裂縫中將其支撐開 來，之后關(guān)閉油井，使壓裂液凝膠在破膠劑作用下裂解，隨后將裂解后的壓裂液從井中返排出 來，由于支撐劑的存在，使油層中形成具有很好導(dǎo)流能力的裂縫，從而有利于油井產(chǎn)量提高。 目前常用的水基壓裂液凝膠是以瓜爾膠及其衍生物為基礎(chǔ)的高分子凝膠。瓜爾膠作為一種 天然的半乳甘露聚糖，其主鏈由甘露糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成，利用甘露聚糖酶可以催化 主鏈上β-1,4-糖苷鍵的水解，從而降低其溶液的黏度。 本項目從土壤中分離獲得一株嗜熱菌，并從中克隆獲得一個高活性的嗜熱甘露聚糖酶，該 酶在80℃下的半衰期為46 h。與進口的商品化耐高溫生物酶破膠劑Pyrolase?160相比，我們的 甘露聚糖酶具有高溫下破膠活性好，而室溫條件下破膠活性低(不到80℃環(huán)境中的5%)的突出優(yōu) 點，從而可以有效地防止配制的水基壓裂液凝膠在沒有達到預(yù)定位置之前過早地破膠，降低壓 裂效果。 目前，國內(nèi)石油供應(yīng)嚴(yán)重依賴進口，自給率不斷下降，能源供給存在潛在隱患，嚴(yán)重威脅 國家安全。創(chuàng)新研發(fā)中國自主品牌和知識產(chǎn)權(quán)的高溫型生物破膠酶制劑，促進其在高溫油氣藏 三次采油領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，提高我國油氣田的采收率，將具有重大戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值。

實現(xiàn)半乳甘露低聚糖酶法制備技術(shù)的規(guī)模化生產(chǎn)，總體技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 田菁種子、皂莢等酶法制備半乳甘露低聚糖集成技術(shù)主要由低甘露糖苷酶活力甘露聚糖酶調(diào)控合成等5個關(guān)鍵技術(shù)組成，該技術(shù)體系突破了半乳甘露聚糖酶法制備半乳甘露低聚糖選擇性低、得率低、高生物活性組分含量低和工業(yè)適應(yīng)性差的問題，實現(xiàn)了半乳甘露低聚糖酶法制備技術(shù)的規(guī)模化生產(chǎn)，總體技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。半乳甘露低聚糖具有顯著的免疫增強活性和調(diào)整人或動物腸道微生態(tài)的生物活性，可作為保健品、食品添加劑，以及作為抗生素替代品的飼料添加劑。在食品、保健品以及飼料行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

β-葡聚糖是自然界中多糖的重要組成部分，其溶于水后分子量和黏度較大，不利于工業(yè)生產(chǎn)。而β-葡聚糖酶能夠有效催化β葡聚糖水解，其活性較高，反應(yīng)速率較快，是一種重要的工業(yè)用酶，在酒類、飼料、益生元、生物燃料等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用價值和重大的發(fā)展空間。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 秦宇航 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué) 2019-2023 衛(wèi)海天 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝 2019-2023 于卓 管理學(xué)院注冊會計師 2019-2023 王一凡 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)生物學(xué) 2020-2024 顧笑盈 管理學(xué)院注冊會計師 2019-2023 張佳怡 管理學(xué)院財務(wù)管理 2020-2024 余曉悅 管理學(xué)院會計 2020-2024 程振軒 經(jīng)濟學(xué)院國際經(jīng)濟與貿(mào)易 2020-2024 羅亦成 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝 2020-2024 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 邵文堯 化學(xué)化工學(xué)院 高級實驗師 精釀啤酒、膜分離、發(fā)酵工程、泡沫分離、實驗教學(xué)及實驗室管理研究 盧英華 化學(xué)化工學(xué)院 教授 從事微生物育種、基因工程、微生物培養(yǎng)、生物發(fā)酵、以及生物物質(zhì)分離純化等方面的研究工作 四、項目簡介 本公司的主要產(chǎn)品為：利用泡沫分離法有效分離和提取的β-葡聚糖酶。β-葡聚糖是自然界中多糖的重要組成部分，其溶于水后分子量和黏度較大，不利于工業(yè)生產(chǎn)。而β-葡聚糖酶能夠有效催化β葡聚糖水解，其活性較高，反應(yīng)速率較快，是一種重要的工業(yè)用酶，在酒類、飼料、益生元、生物燃料等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用價值和重大的發(fā)展空間。近年來通過定點突變等蛋白質(zhì)工程改造手段對β-葡聚糖酶進行改造已經(jīng)取得一定成效，部分酶在工業(yè)上取得了良好的應(yīng)用效果。我們公司致力于用簡單、溫和、高效的泡沫分離技術(shù)采收β-葡聚糖酶，產(chǎn)物純度高，回收率大，符合市場需求，具有獨特的市場優(yōu)勢。

一、成果簡介 木聚糖酶是一類糖苷鍵水解酶，它能夠?qū)⒗w維質(zhì)材料中第二大組分半纖維素水解為低聚木糖和木糖。木聚糖酶在食品、飼料、制漿造紙等眾多工業(yè)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價值和廣闊發(fā)展前景。在食品工業(yè)中，木聚糖 酶可以作為面包、饅頭的品質(zhì)改良劑，替代化學(xué)改良劑，提高面包和饅頭的品質(zhì)；木聚糖酶也可以用于生產(chǎn)功能性低聚木糖。在飼料工業(yè)中，木聚糖酶可以添加到青貯飼料中，用于水解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子木聚糖，起到

一、成果簡介 β-葡聚糖是一種結(jié)構(gòu)性非淀粉多糖，是自然合成的多聚糖含量最多的糖類，是由右旋葡萄糖（D型)以混合 的β- (1,3)，β-(1,4)糖苷鍵隨機排列線性連接而成的葡萄糖聚合物，是半纖維素的主要組分之一。β-葡聚糖酶屬于水解酶，主要作用于β-葡聚糖的β-1,3和β-1,4糖苷鍵，使β-葡聚糖分解成還原糖和寡糖。近年來，隨著人們對β- 葡聚糖酶的深入研究，β-葡聚糖

β-葡聚糖酶是啤酒工業(yè)和飼料工業(yè)主要的酶制劑。目前該酶制劑主要存在 的問題是耐熱性差和產(chǎn)酶水平不高的問題。本項目通過基因工程和蛋白質(zhì)工程手段，從酶分子結(jié)構(gòu)著手，構(gòu)建耐熱、酸性條件下活性高的β-葡聚糖酶。在不提高酶生產(chǎn)成本的前提下，酶的活性不低于 50000U/g，在酸性 55-80℃條件下孵育 20 min，酶活性大于 80%。達到國外同類產(chǎn)品的水平，但價格僅是國外同類產(chǎn)品 的三分之一，具有廣闊的市場前景。 2、創(chuàng)新要點 （1）采用基因融合、蛋白質(zhì)分子改造技術(shù)從本質(zhì)上提高酶分子的耐熱性和表達水平； （2）β-葡聚糖酶的耐熱性在 80℃條件下處理 30 分鐘，酶的殘余活性大于90%，酶的活性活性不低于 5000U/g。 

本發(fā)明公開了一種富含半乳甘露聚糖的可溶性膳食纖維及其制備方法，所述半乳甘露寡糖的質(zhì)量百分比為20％～30％。本發(fā)明提供的β?甘露聚糖酶穩(wěn)定性好，比酶活力高，在食品、飼料等行業(yè)中具有很大的應(yīng)用價值；本發(fā)明提供的制備方法的水解率及半乳甘露聚糖轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物易于分離、最終產(chǎn)品的重均分子量約為24800Da；利用本發(fā)明提供的制備方法可以生產(chǎn)含半乳甘露寡糖的可溶性膳食纖維糖漿和糖粉兩種產(chǎn)品，且產(chǎn)品收率高，其收率分別為74.2％和72.8％。

業(yè)化生產(chǎn)的甘露醇現(xiàn)有二種：一種是以海帶為原料提取的天然甘露醇，另一種是以蔗糖和葡萄糖為原料加工的合成甘露醇。我公司生產(chǎn)天然甘露醇。 甘露醇是帶有6個羥基的多元醇，外觀為白色針狀結(jié)晶，無臭，味甜，易溶于水。 典型應(yīng)用： 甘露醇除具有性質(zhì)穩(wěn)定、生理代謝不需要胰島素等特點外，還具有自己獨特的生理性能，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品以及其他工業(yè)領(lǐng)域。例如： 在醫(yī)藥方面——甘露醇在醫(yī)藥上是良好的利尿劑，降低顱內(nèi)壓、眼內(nèi)壓及治療腎藥、脫水劑、食糖等代用品、也用作藥片的賦形劑及固體、液體的稀釋劑。甘露醇注射液作為高滲透降壓藥，是臨床搶救特別是腦部疾患搶救常用的一種藥物，具有降低顱內(nèi)壓藥物所要求的降壓快、療效準(zhǔn)確的特點。作為片劑用賦形劑，甘露醇無吸濕性，干燥快，化學(xué)穩(wěn)定性好，而且具有爽口、造粒性好等特點，用于抗癌藥、抗菌藥、抗組織胺藥以及維生素等大部分片劑。此外，也用于醒酒藥、口中清涼劑等口嚼片劑。 在食品方面——甘露醇在糖及糖醇中的吸水性最小，并具有爽口的甜味，用于麥芽糖、口香糖、年糕等食品的防粘，以及用作一般糕點的防粘粉。也可用作糖尿病患者用食品、健美食品等低熱值、低糖的甜味劑。 在其它工業(yè)方面——甘露醇可用于塑料行業(yè)，制松香酸酯及人造甘油樹脂、炸藥、雷管（硝化甘露醇）等。在化學(xué)分析中應(yīng)用于硼的測定，生物檢驗上用作細菌培養(yǎng)劑等。

一、成果簡介 低聚半乳糖是一類重要的益生元，能夠選擇性的促進腸道內(nèi)有益菌如雙歧桿菌、乳酸菌等的增殖，抑制腐敗菌和有害菌的繁殖，目前已作為一類重要的功能性食品添加劑應(yīng)用于各類食品生產(chǎn)中。牛奶中含有4.5%左右 的乳糖，不僅甜度低、溶解性差，而且還容易導(dǎo)致人飲用后腹瀉、腹脹和腹痛等乳糖不耐癥。據(jù)統(tǒng)計全世界普遍存在乳糖不耐癥的問題，尤以亞洲人最為嚴(yán)重，85%的人都存在不同程度的乳糖不耐反應(yīng)。采用β-