技术成果

难降解有机物强氧化和绿色分离技术

我国的战略物资主要有军事物资、能源物资、粮食和水资源、医疗物资和信息技术资源 等。而白糖能与石油与粮食等资源相提并论，也被列为一种国家重要的战略物资，是因为白 糖不仅可以为人体提供所需的碳水化合物，还可以在战时为战士快速补充能量，作为抑菌疗 伤的药品，并且制成简易的烈性炸药。白糖的精炼与糖类食品原材料加工过程会产生大量高 浓度、高盐、高污染、难降解的离交废水与其它高浓度、高污染的有机废水，污染因子多且 复杂，离交水COD及TDS非常高，生物化性差，对制糖园区的环境的影响极大，需要新的 工艺技术对白糖精炼废水进行高效处理。 本项目创新”磷酸钠沉淀+湿式氧化系统+超滤+纳滤+反渗透+回用系统“处理工艺， 采用新型湿式强氧化技术，在高温高压条件下注入氧气，将有机物氧化成二氧化碳和水；系 统排水COD小于50mg/L，达到回用水水质标准要求；并首次将反渗透浓水提炼至可资源化 水平，并回用于离子交换再生液，实现资源循环利用。

高光学纯乳酸生物合成技术

乳酸作为一种重要的平台化合物，在食品、高分子材料、医药、化工等领域都有非常广 泛的应用。而乳酸生产效率低、产品光学纯度不高成为目前限制乳酸应用的主要瓶颈。本项 目通过微生物菌种改造和发酵工艺优化，可实现高光学纯的D-乳酸和L-乳酸高效发酵生产， 降低成本，提高效率，为乳酸的产业化应用奠定了坚实的技术基础。

葡萄糖酸杆菌高产 1,3-二羟基丙酮项目

1,3-二羟基丙酮 (1,3-Dihydroxyacetone，DHA)作为天然酮糖，其具有生物可降解性，是 一种重要的化工医药中间体，可食用且对人体和环境无毒害，广泛应用于化工、医药、食品 等领域。1,3-二羟基丙酮具有保湿、防晒、防紫外线辐射、染发等功能，是一种化妆品常用 成分。1,3-二羟基丙酮还具有促进大脑发育、预防心脏病等特点。目前，1,3-二羟基丙酮市 场的规模呈现稳定增长的趋势。但1,3-二羟基丙酮的发酵产量和产率，及甘油转化率无法同 时达到一个较高的水平，或者菌株无法耐受高浓度的甘油。因此获得能够耐受高浓度甘油， 并可高浓度和高产率发酵生产1,3-二羟基丙酮的菌株和技术具有重要意义。本项目筛选和改 造获得了耐受高甘油浓度，高浓度和高产率发酵生产1,3-二羟基丙酮的菌种，解决了发酵产 率低、甘油耐受浓度低的问题。通过发酵控制优化，实现了1,3-二羟基丙酮的高效合成，在 实验室5L发酵罐和中试5吨发酵罐进行了发酵研究。

酶表面展示生产 L(+)-酒石酸项目

酒石酸是重要的化工和食品添加剂原料，L(+)型酒石酸是合成化学品和药物时重要的手 性合成子和手性选择剂。传统上L(+)-酒石酸是葡萄酒产业的副产品，受到自然资源和季节 的影响。通过微生物的顺式环氧琥珀酸水解酶（CESH）可以制备高对映体纯度的手性酒石 酸，在上世纪90年代就已经实现了产业化。虽然CESH是最早得到应用的工业酶之一（可追 溯到上世纪70年代），但CESH本身稳定性较低，目前产业应用上仍然多使用诺卡氏菌或红 球菌等在胞内天然产生CESH的微生物进行酒石酸生产，其催化效率受到细菌细胞膜通透性 的影响，故而催化效率并不理想。本项目采用表面展示顺式环氧琥珀酸水解酶的重组大肠杆 菌生产L(+)-酒石酸，不但克服解决了天然产CESH细菌或重组大肠杆菌的胞内CESH通透性 较低的问题，也不存在纯化的重组酶稳定性不足且制备成本高的问题。

神经酸及其鞘脂的医药应用

神经酸作为一种超长链单不饱和脂肪酸，在神经系统中有着重要的结构功能。在研究退 行性疾病的过程中，发现神经系统中神经酸的含量和其在膜脂中的比例，与多种疾病的发展 相关。明确神经酸在神经发育和退行性疾病中的结构机制和代谢机制，对今后的临床和大健 康食品开发具有重要作用。本团队一直致力于研究微生物（包括微藻和酵母）产生神经酸的 研究（Li F et al., US 17046672, 2020; Xu F et al., 2018, Front Plant Sci; Fan Y et al., 2018, Appl Microbiol Biotechnol; Fan Y et al., 2018, Algal Research; Yuan C et al., 2011, Biotechnol for Biofuel）。并持续关注神经酸的生理功能；例如，最近已经揭示了神经酸对中风康复阶段的 治疗作用（神经酸在修复脑缺血再灌注损伤中的应用，CN 202210094160.1，2022)，以及在 脊柱损伤治疗方面的作用（产神经酸的微藻在制备治疗脊髓损伤的产品中的应用，CN 202111617739.3，2022）。进一步对神经酸的应用机制进行阐述，为目前包括阿尔兹海默症、 围术期神经认知障碍等临床研究提供了思路。

中药天然产物精深加工平台与产品开发

中药是关系国计民生的战略性资源，其中高附加值天然产物成为现代新药开发的热点之 一。但因其生物体系复杂，活性组分含量低等特点，中药在传统产业和现代生物医药产业仍 面临提取分离效率低、成本高等核心瓶颈问题。依托现代生物技术与传统中医药理论融合创 新，我们构建了涵盖中药资源高效提取、活性成分精准分离、结构修饰与功能验证的全链条 精深加工技术平台。通过超声动态逆流耦合膜分离纯化、纳米自组装载药体系等核心技术， 突破传统工艺瓶颈，实现中药天然产物中多糖、皂苷等活性成分的高效富集与定向转化，显 著提升产品生物利用度和稳定性。并开发了基于天然活性成分的复方制剂及功能食品；结合 开发的新型糖化技术，推出零糖添加颗粒，缓释胶囊等新型剂型，并通过GMP中试生产验 证，可实现新型天然产物制剂的量产和销售。目前已完成数种道地药材的深度开发，未来将 形成覆盖预防医学、精准营养、绿色日化等领域的多元化产品矩阵，为中药产业升级提供科 技赋能。

高效低能耗发酵生产细菌纤维素技术

细菌纤维素是重要的塑料替代品，也是重要的食品原料。针对细菌纤维素的生产对椰子 水依赖性强、生产成本高、生产效率低等问题，研究采用合成生物学技术改造获得了不依赖 椰子水的高产细菌纤维素的木葡糖醋酸杆菌工程菌株，结合酸性、低温等特殊发酵条件，实 现了以廉价可再生糖为原料通过高效低能耗的发酵方法来生产细菌纤维素。该生产方法打破 了传统生产方式对特定原料的高度依赖，有效降低能量消耗，提高产品产率。一方面能节约 能源与资源，降低碳排放，符合国家“双碳”战略；另一方面能够简化生产步骤和提高生产效 率，有利于降低成本和提高产品的市场竞争力。 为了实现上述目标，中国科学院生物过程与能源研究所开展了菌株代谢工程改造方面的 研究，开发了多种适用于高效低能耗发酵的细菌纤维素高产菌株；通过对发酵条件的控制， 建立了稳定可重复的非高温高压灭菌的生产细菌纤维素的发酵方法。该方法操作简单，无需 昂贵仪器设备，细菌纤维素产量是传统发酵方式的5倍。该研究获得国自然联合基金重点项 目资助，并获“千创汇·智崂山”创新创业大赛一等奖。 图1高效低能耗发酵生产细菌纤维素

生物质多羟羧基生物刺激素技术项目

生物刺激素是一类通过增强植物的自然生理过程（如养分吸收、抗逆性、代谢效率等） 来改善植物生长、产量和品质的物质。它们不属于传统肥料或农药，而是通过间接作用帮助 作物应对环境胁迫，提升食品安全。 目前市场常见的生物刺激素主要是腐殖酸类、海藻酸类、氨基酸类、壳聚糖类等物质， 针对农业生产及胁迫逆境条件下的作物提质增效等对新型生物刺激素的重大需求，本项目突 破了一种新型多羟羧基生物刺激素研发和调控植物生物学活性的方法，开发了生物质定向生 产多羟羧基生物刺激素的工艺技术和设备，将推动农业从“化学输入”转向“生物调控”转变， 在资源与环境领域是一项新的技术突破，处于国内领先地位。

巴斯德毕赤酵母高产人源溶菌酶

溶菌酶作为天然抗菌物质之一，可在一定范围内替代抗生素，并且不易产生耐药性，在 医药、食品、畜牧等领域具有广阔的应用前景。天然溶菌酶存在于家禽蛋清和人体多种组织 内，获取方式包括提取分离和基因工程表达等。人源溶菌酶属于人体的内源性抑菌酶，能够 被人体和动物消化吸收，能够开发为药物，并且人源溶菌酶溶菌活性比鸡源溶菌酶高3倍， 热稳定性也高于鸡源溶菌酶，但是不能通过提取分离有效获得。利用巴斯德毕赤酵母蛋白表 达系统合成人源溶菌酶具有产业化潜力。医用溶菌酶要求氨基酸序列与人源版本完全一致， 本项目针对此需求，建立巴斯德毕赤酵母表达人源溶菌酶技术。

雪莲培养物资源创新技术

名贵中草药植物野生资源供不应求限制了中药现代化的发展，辐射影响功能食品、美妆 产品等行业。研发团队长期致力于珍稀濒危中草药植物资源收集、技术创新和种质创制，以 期替代野生资源的巨大市场需求。雪莲是国家保护濒危物种，其替代产品——雪莲培养物早 在2010年就入录了新资源食品原料，2021年又入录了化妆品原料目录，具有广阔的市场前景。

生物过程优化放大及智能生物反应器技术

一、生物过程优化放大技术 以各种发酵产品为对象开展微生物细胞大规模培养过程研究，实现过程优化与放大，由 此形成先进的生产工艺和工程放大技术。针对微生物发酵生物过程的高度复杂性，本研究团 队在长期的研究和实践中，形成了微生物过程多尺度参数相关分析过程优化方法和反应器流 场特性与生理特性相结合的发酵过程放大方法，从工业过程中凝练出科学问题，开展基础研 究、关键共性技术研究与产品技术研究，形成了具有自主知识产权的专用研究设备，以工艺 工程装备一体化为工厂企业服务，形成的研究技术在医药、食品、轻工、农业、能源、环境 等领域发酵产品中广泛应用，为相关的工业生物技术企业技术进步、提升产业技术水平做出 重大贡献。 形成的关键核心技术包括：1）多尺度参数相关过程优化研究技术；2）CFD流场特性与 生理特性研究相结合过程放大技术；3）过程宏观代谢流、传感器配置与在线数据处理技术； 4）发酵过程计算机数据处理与控制软件包；5）稳定性13C微观代谢流测定技术；6）生物 过程大数据与智能分析平台；7）大型发酵罐工程设计与改造技术；8）联动并行多尺度反应 器系列开发技术；9)生物过程在线分析技术（PAT）。

雨生红球藻及其虾青素的高效规模化生产

雨生红球藻是最佳的天然虾青素来源，其含量达到3%-5%。虾青素具有优异的抗氧化清 除自由基能力、增强免疫力、提高繁殖能力和保护心血管作用以及着色能力。广泛应用于健 康保健、日用化妆、医药制剂、色素添加剂和高端饲料等领域。是目前唯一被美国FDA审核 准许可用于人类直接使用的虾青素产品，于2010年已被我国批准纳入食品新资源产品目录。

微藻合成生物技术与绿色生物制造

随着经济持续增长、核心人群扩容，中国化妆品行业逐步发展为一个初具规模、极富生 机活力的产业，迎来了行业的黄金时代。成分新星-甘油葡糖苷（以下简称GG）的发现与应 用，除了能达到与透明质酸等同的保湿效果以外，GG优异的透皮性，有效活性成分可直达 皮肤真皮层，发挥抗衰去皱、抗炎舒敏、护发养发、提质亮肤等多种生理功效，广泛应用于 护肤养发等产品中，逐渐为品牌方和消费者所接受和追捧。 针对市场上GG多构型、多杂质、非天然、不环保、高成本的问题，青岛中科蓝智生物 科技发展有限公司（以下简称中科蓝智）依托中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下 简称研究所）的强大科研实力，成功开发国际首创微藻合成高值天然产物甘油葡糖苷先进生 物制造技术—SCGP技术（Smart Cyano Glucosylglycerol Polygeneration Technology），实现 高品质天然GG产品的量产和销售。 公司立足传统制造业绿色发展的重大科技创新需求，服务于国家“碳达峰、碳中和”的发 展战略，面向大健康产业，应用系统生物技术、合成生物技术、过程工程技术，打造高品质 天然藻类活性物质的研发生产体系，实现化妆品、食品、保健品和医药产品及原料的绿色生 物制造。 图1螺旋藻中GG的生物合成途径及生产流程图 -10-

规模化生产藏红花素和藏红花酸

技术简介及特点 藏红花酸（Crocetin）又名西红花酸或番红花酸，为红色或暗红色晶体，是 臧红花的主要有效成分之一，藏红花素有良好的抗肿瘤活性，对于心血管疾病有 疗效，同时具有抗病毒、免疫调节功能。藏红花酸是藏红花素的前体，也具有抗 肿瘤活性，可改善血浆中的氧扩散及消耗，也可用于治疗高血压、冠心病、高血 脂等症。针对藏红花药材、大规模培养的藏红花细胞、含藏红花素的植物等三种 原料，开发了高效提取纯化藏红花素和藏红花酸的技术。以栀子果为原料，采用 循环超声提取技术，常温快速提取藏红花素，提取率达到98%以上，栀子黄色素 粗提物色价达到56；经大孔树脂纯化，可得到OD值比率约0.3-0.4、色价为500 的色素精制品；栀子黄色素经高效催化裂解、分离、纯化可得到纯度在97%以上 的藏红花酸；建立了藏红花酸包合技术，有效改善藏红花酸的水溶性，溶解度提 高至260μg/ml以上。 专利及进展情况 申请专利5项（已获授权3项）。已完成小试和部分中试，可以进行中试和产 业化开发。 产业化前景分析 藏红花酸具有多不饱和共轭烯酸结构，具有保护肝脏、抑制肿瘤、抗氧化、 提高缺氧耐受力、改善视力等多种药理功能，属于医疗价值极高的药品、功能性 食品及化妆品原料。随着藏红花酸及相关产品的开发，其市场需求量不断增加， 由于资源和技术的限制，远远无法满足市场需求。藏红花中含有10%左右的藏红 花酸，但藏红花原料（主产地伊朗）价格昂贵，而栀子果中含有0.5%左右的藏红 花苷（可转化为藏红花酸），并且栀子果价格低廉，原料易得，在我国的种植规 模大、分布广，以浙江、江西、湖南、福建、河南为主要产地；因此，栀子果

ε-聚赖氨酸产业化生产及应用

技术简介及特点 ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine,ε-PL）作为一种天然的微生物代谢产品， 具有广谱抗菌性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌、噬菌体等均 有良好的抑制作用，是目前天然防腐产品中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的 微生物类食品防腐剂，相比于苯甲酸类、山梨酸类等传统化学食品防腐剂和其它 生物食品防腐剂（如Nisin等），ε-聚赖氨酸具有抑菌谱广、抑菌能力强、耐高 温（120℃）、水溶性好、不影响食品风味、使用量低和安全性高等优点，在食品 中添加量仅为0.01-0.5%，具有较好的经济性。 目前，日本的ε-聚赖氨酸生产技术处于世界领先水平，我国的ε-PL 消费 对日本进口依赖性较强。上世纪八十年代，日本、韩国已经开始作为食品添加剂 使用。2003 年 10 月，美国 FDA 批准新型天然食品防腐剂ε-聚赖氨酸为安全食 品保藏剂。我国ε-聚赖氨酸研究起步较晚，2014 年才批准ε-聚赖氨酸及其盐 酸盐作为新型食品添加剂可以在食品行业中使用。近几年，我国部分企业已经开 始进行ε-聚赖氨酸开发，但发酵产能和产品的纯度无法和日本产品竞争，存在 发酵水平低（20g/L左右，日本已到达48.3 g/L）、产品总收率低（60%左右，日 本 80%左右）生产成本高、品相差（国产为淡黄色、日本产品为白色）等问题， 而且工艺复杂、能耗高，限制了我国对该生物防腐剂的开发和应用。本项目重点 围绕提高ε-聚赖氨酸发酵水平、提高产品分离纯化过程收率及拓展产品应用范 围等进行研发。 专利及进展情况 目前，实验室阶段已经突破，产品纯度≥96%（达到国标要求），回收率≥80%， 正

膜技术在酱油精制中的应用

技术简介及特点 本项目针对膜污染这一国际公认的影响膜技术大规模应用的技术瓶颈以及 目前我国膜技术应用中普遍存在的过程自动化偏低、能耗偏高等关键问题，利用 “临界通量”理论，结合国际先进的换向流技术，成功研究开发了集膜过程污染 控制技术、膜过程优化技术、膜污染清洗技术以及膜过程自动控制和在线检测技 术于一体的低污染超滤-纳滤集成技术与装置。该技术成功应用于酱油的精制及 高值化产品的开发，对酱油调味品生产的技术进步产生了重要的影响。采用低污 染超滤技术实现酱油的澄清除菌，解决了酱油产品现存的微生物容易超标和货架 期二次沉淀等问题；采用低污染纳滤技术实现酱油的脱盐精制，成功获得了低盐 绿色优质酱油产品。 专利及进展情况 获中国发明专利授权 5 项，作为部分成果获得2013 年中国石油和化学工业 联合会技术发明一等奖，2104 年中科院科技促进发展奖科技贡献二等奖。 产业化前景分析 与国内最大的调味品生产企业-佛山市海天调味食品有限公司合作，累计建 成年产 57.5 万吨酱油超滤生产线；实现节能 80%，节水 25%，优质品产率提高 5%，膜使用寿命提高1 倍以上；2010-2012年实现累计新增收入 77769 万元，利 润 12965万元，税收超过 5330万元。并建成1000 吨/年的酱油纳滤脱盐生产线， 将产品含盐量降至 10%左右，其它指标满足特级产品标准，成功开发出低盐酱油 新产品—海天“小小盐”。 转化方式 技术转让 许可使用 20万吨/年优质酱油生产线 全膜法回收全氟辛酸

尺寸均一、可控的乳液、微球微囊制备技术

技术简介及特点 本技术是中科院过程所生物剂型与生物材料团队自主研发的创新型国际领 先技术，是以先进的微孔膜材料为介质，通过调控操作工艺实现均一乳液、微球 微囊的粒径在 0.1-100um间精准控制，从而满足高附加值微球微囊产品的高端应 用要求。该创新技术具有低能耗、高效率、绿色环保等优势，与传统乳化技术相 比，乳化剂用量减少 80%左右，人工及能耗可降低60%左右，原料利用率提高 40% 以上，废水排放降低 50%左右，生产周期可缩减50%，从而可使产品总成本降低 40-60%。 专利及进展情况 基于该技术开发的设备、微球产品等拥有 150 多项发明专利，授权 80项以 上。2005 年该技术获得北京市科学技术一等奖，2008 年获得中国国际高新技术 成果转化优秀项目奖，2009 年获得国家技术发明二等奖。目前该技术已经实现 成果转化，配套设备及产品已上市销售，可以与企业进行广泛的项目及产品合作。 产业化前景分析 目前我国在均一微球产品方面几十亿的市场需求，目前高端产品均被国际进 口产品所垄断，极大的限制了我国原创产品的开发。该均一制备技术具有非常前 沿的创新性，可应用于所有液液体系的单乳、复乳体系，开发的微球微囊产品可 广泛应用于医药微球制剂、疫苗佐剂、缓控释微囊、蛋白分离纯化、化妆品、保 健食品、乳化品、催化剂、示踪剂、涂料添加剂等领域。该技术原料适用性强、 环境友好、节能减排和社会经济效益显著，具有良好的推广应用前景。 转化方式 许可使用 合作开发 面谈 开发制备的各类均一微球微囊产品研制开发的各类膜乳化设备 可加工聚酰亚胺的制备及其产业化关键技术

润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂及成套技术

润滑油产业是与国计民生密切相关技术密集型支柱产业之一，我国为世界第二大润滑油消费 国，但由于大部分生产企业仍沿用传统工艺，技术落后，只能满足中低档油的市场需求，高档润滑 油发展受到制约。 润滑油基础油加氢异构脱蜡是高档润滑油基础油生产的最新技术。自1999 年起，大连化物所 瞄准国际炼油技术前沿，开展润滑油基础油加氢异构脱蜡技术及催化剂的开发研制。项目先后投 入科研经费三千多万元，历经小试开发、中试放大和工业试验，通过一系列创新集成及技术突破， 解决了若干工程和技术难题，研制成功三种新型分子筛，并实现5 立方米反应釜规模工业生产，分 别针对石蜡基和环烷基原料油开发出不同系列、具有自主知识产权的异构脱蜡专用催化剂及配套 工艺技术，满足多种原料生产各种黏度级别高档润滑油基础油的需求。 2008和2012年，项目开 发的两代催化剂分别在中国石油大庆炼化 20 万吨 / 年高压加氢装置上实现两次工业应用。催化 剂具有活性高、原料适用范围广、产品质量好、基础油收率高、副产品附加值高，特别是重质基础油 收率高等优点，其催化性能大幅超过国际同类催化剂。工业运行数据显示，与国际同类先进技术相 比，处理200SN原料油和处理650SN原料油时，Ⅲ类重质基础油收率均由大幅提升，应用效能显 著。除了产出预期的中、重制高档润滑油基础油产品外，还开发出了高标号食品级白油等一系列新 产品，填补国内空白。 该技术成果入选2009年中国石油集团十大科技进展，2012年中国产学研 创新成果奖，2014年辽宁省技术发明一等奖等。截止2013年底，该技术的成功应用已累计实现产 值超过50亿元，利润逾19 亿元，税收逾6亿元，为企业创造了巨大的经济效益。

丙烯双氧水合成环氧丙烷

DMTO等甲醇制烯烃技术已大规模工业化应用；合成气制烯烃已完成中试验证，即将产业化； 丙烷脱氢、轻烃裂解、石油脑裂解等工艺已大规模产业化。上述工业装置产出大量丙烯，除了制造 聚丙烯外，其高值利用受到了工业界和学术界的高度关注。环氧丙烷是丙烯的高值下游产品，也是 丙烯的第二大衍生物，主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和丙二醇醚等，广泛应用于化工、轻工、医 药、食品和纺织等行业。目前我国环氧丙烷产能已达到327万吨/年，且呈逐年递增趋势。预计到 2022 年，将达到500万吨 /年。由中国科学院大连化学物理研究所联合天津大沽化工股份有限公 司开发的液固循环流化床过氧化氢直接氧化丙烯制环氧丙烷新工艺（FHPPO） 已于 2019 年与企 业签订技术开发合同，2021 年签订技术转让合同，已成功完成中试试验，并于2022年初完成中试 现场鉴定。相比现有氯醇法、共氧化法和HPPO工艺，FHPPO工艺强化了反应过程传热传质速率， 有效地抑制了副反应的发生，提高了双氧水有效利用率和产品选择性，极大地简化了工艺生产操 作流程。该新工艺的开发及产业化对提升我国环氧丙烷行业至国际最先进水平，实现环氧丙烷安 全、绿色、清洁生产，保障我国碳三资源产业链的可持续发展具有重要意义。

丙烯环氧化制环氧丙烷（HPPO）技术

环氧丙烷（PO）是丙烯下游重要的衍生物，其全球产能已超过 1000 万吨。 环氧丙烷广泛应用于化工、轻工、医药、食品和纺织等行业，是一种重要的基本 有机化工原料和化工中间体。近几年来，中国聚氨酯行业蓬勃发展，PO 作为该 行业最重要的基础原料，需求量不断增加，市场前景广阔。丙烯直接环氧化法 （HPPO法）是以TS-1分子筛为催化剂，以双氧水和丙烯为原料直接氧化制备环 氧丙烷的新工艺，该过程工艺流程简单，产品收率高，具有无可比拟的环保和经 济优势，也是目前国内唯一允许产品出口的生产工艺。目前，国内的 HPPO 工业 化装置均没有正常运行，其核心原因是催化剂的活性和稳定性仍需进一步提高。 本课题组开发了TS-1合成新方法，合成的TS-1分子筛具有高含量的骨架钛物种 和纳米尺度的粒径，在丙烯环氧化反应中双氧水的转化率和有效利用率均得到明 显提升；开发了 TS-1 分子筛成型技术，保持了分子筛原粉的高活性同时提高了 产品中 PO 的选择性。与目前国内外现有技术相比，双氧水的转化率、丙烯单耗、 甲醇用量都有不同程度的降低，解决了目前HPPO技术中存在的流出物中PO浓度 较低、甲醇循环量大、能耗高以及副产物含量高的关键问题。已完成丙烯直接环 氧化制被环氧丙烷（HPPO）技术开发，可与企业合作共同进行10万吨/年及以上 规模工业示范。  合作方式 合作开发  投资规模 大于1亿 辽宁省大连市中山路457号 116023 Tel: 0411-84379025 http://www.dicp.ac.cn Ni@SiO 纳米反应器催化甲烷干重整制合成气

丙烯和甲醛制备1,3-丁二醇

随着全球甲醇产能、产量、消费量的增长，尤其是甲醇制烯烃等技术的开发成功并实现工业应 用，拓宽了甲醇的应用领域。其中大连化学物理研究所开发的DMTO技术已转向工业化技术阶段， 为下游路线提供非石油路线的丙烯、乙烯资源。以大宗化学品小分子原料出发，制备高附加值、多 官能团化的化学品，是实现资源的高效利用的有效途径之一。 1,3-丁二醇是重要的化工原料，可以应用在树脂、化工、食品、医药等行业，由于1，3-丁二醇 具有抗菌作用，被用作乳制品、肉制品的抗菌剂，此外，在化妆品中主要用作保湿剂，用于各种化妆 品、药膏和牙膏的生产。一般制备方法以乙醛为原料，在碱溶液中经自身缩合作用生成3- 羟基丁 醛，然后加氢而成1,3-丁二醇。该过程路线较长，总收率低。 本技术以甲醇的下游产品丙烯和甲醛水溶液（福尔马林）为原料，采用耐水固体Lewis酸的催 化体系，实现1,3-丁二醇的制备，甲醛单程转化率大于70%，1，3-丁二醇选择性大于85%。该项 目具有原始创新性，并拥有自主知识产权。 本技术依托成熟的DMTO过程以及甲醇的“铁钼”氧化过程，以来源广泛的甲醇为上游原料， 具有潜在的工业应用前景。

不饱和醇异构氧化同时制备异戊烯醇、异戊烯醛

异戊烯醛是高原子经济性合成柠檬醛的中间体。柠檬醛是食品和日化香料。以柠檬醛为原料 可合成柠檬腈、大马酮类香料及紫罗兰酮，而后者可进一步合成维生素A、E和β- 胡萝卜等。帝斯 曼（荷兰）、新和成、巴斯夫和安迪苏（法国）四家约占据维生素A全球供应量的 90%。国内维生素 A主要生产商是新和成、浙江医药以及金达威，合计年产量约7000吨。柠檬醛国内年需求量至少 3500 吨。目前，用于生产维生素 A 的柠檬醛主要从德国巴斯夫与日本可乐丽进口。柠檬醛主要通 过异戊烯醇与异戊烯醛缩合反应制备，其关键技术难点是异戊烯醛高效合成。目前所采用的工艺 路线可分为气固相和液相两种。气固相反应以巴斯夫为代表，反应温度高（460℃），反应剧烈放热， 需要盐浴冷却，催化剂需每周焙烧再生一次。液相反应以新和成为代表，采用均相反应，催化剂很 难回收再用，需添加多种助剂，反应过程使用有机溶剂（如氯仿），面临较大环保压力。我们自主研 发了高效金属催化剂，以3-甲基-3-丁烯-1-醇为原料和空气为氧化剂，通过异构、氧化同时制备 异戊烯醇和异戊烯醛。该新工艺具有以下优点：1）反应条件温和，常压液相反应；2）使用空气或 氧气作为氧化剂，无须引入其他氧化剂或助剂；3）反应无需使用有机溶剂，过程绿色环保；4）反 应速率快，只需两小时原料转化率可达到40%； 5）产物选择性好，只生成异戊烯醇、异戊烯醛和 水，无过度氧化产物生成。异戊烯醇和异戊烯醛可进一步直接合成柠檬醛。现在寻求企业合作，希 望通过技术入股方式，实现该新工艺在国内的工业化应用。

对甲氧基甲苯催化液相选择氧化制茴香醛

茴香醛又名对甲氧基苯甲醛，是《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760）规定允 许使用的食用香料，主要用于配制香草、香辛料、杏、奶油、茴香、焦糖、樱桃、巧克力、胡桃、树莓、草 莓、薄荷等型香精。还用作显色剂、环保型无氰镀锌DE添加剂的光亮剂、合成羟氨苄基青霉素等 的中间体。茴香醛的传统制备方法存在以下问题：（1）茴香脑（对丙烯基苯甲醚）氧化法。该方法原 料为天然产物，来源有限，成本高。（2）苯酚与硫酸二甲酯等反应制得苯甲醚，然后与甲醛、盐酸等 反应制得对甲氧基氯化苄，再与六亚甲基四胺反应后水解制得茴香醛。该方法路线长，设备腐蚀严 重，产生大量酸性废水，后处理复杂。（3）对羟基苯甲醛与硫酸二甲酯进行烷基化反应制得茴香醛。 该方法原料来源有限，难于工业化生产。（4）对甲氧基甲苯经KMnO4 等氧化制得茴香醛。该方法使 用计量氧化剂，成本高。对甲氧基甲苯在V2O5 等催化剂存在下，可通过气相氧化法制得茴香醛，但 反应需要400℃左右高温，易发生过度氧化，原料消耗大，产物选择性低。中国科学院大连化学物 理研究所开发了以空气为氧源，对甲氧基甲苯催化液相选择氧化制茴香醛的催化剂及其应用新技 术，具有反应条件温和、原料转化率和产物选择性高、技术经济性强等优势。

苯二酚制备新技术

邻、对苯二酚是重要的有机化工原料，用途广泛。其中，邻苯二酚是重要的精细化工原料，广泛 用于农药、医药、香料、染料、感光材料及橡胶等行业；对苯二酚又名氢醌，也是一种重要的基本有 机原料，是橡胶、医药、染料、农药及其他化工领域里最简单的原料、助剂及中间体。对苯二酚主要 用于制取黑白显影剂、蒽醌染料和偶氮染料、合成气脱硫工艺的催化剂、橡胶和塑料的防老剂单体 阻聚剂、食品及涂料清漆的稳定剂和抗氧化剂、石油抗凝剂等。随着苯二酚市场需求量的增加，与 其相关的工艺、催化剂开发备受关注。 苯二酚传统的生产方法基本上是生产单一的邻苯二酚或对苯二酚产品。且传统方法中邻、对 苯二酚的收率低，生产规模小，环境污染严重，在国外已经被淘汰。 课题组开发了以苯酚为原料制备苯二酚的新技术。相较于传统技术，新工艺具有反应过程及 分离操作简单、能耗较低、“三废”污染少等特点，原料成本大幅降低，产品的利润空间大幅提升。 目前，该技术已完成催化剂开发及放大试验，综合性能指标优异。

高灵敏的三聚氰胺快速检测仪

目前采用的液相色谱方法检测三聚氰胺仪器需要外接电脑，携带不便且试验耗费时间较长， 并且需要专业人员操作，因此不适合三聚氰胺的现场实时监测。因此，必须开发一种简便、快速的 实时监测仪器非常迫切。我所自行研制了一种快速、灵敏的三聚氰胺快速检测仪。该仪器主要具有 以下特点：1. 样品最低检测限可测到0.1 ppm；2. 仪器体积小、重量轻，携带方便；3. 分析速度快， 进样后分析时间一般小于1 秒钟；4. 仪器基本没有耗材，运行费用很低；5. 整个仪器智能化程度 很高，操作简便，无需专业技术人员。该仪器可以用于包括液态奶、奶粉等三聚氰胺的检测，还可以 用于检测食品、包装盒中所含有害物质的检测。它对样品前处理要求很低，检测时间短，非常适合 现场快速筛查；同时也适合批量样品的分析检测。因此，该产品在食品、卫生等领域具有广阔的市 场前景。

微分迁移谱-飞行时间质谱联用仪

近些年，食品安全问题日益得到关注，酒中微量功能成分以及塑化剂等有害添加成分的快速 分析；发展白酒品牌、年份、香型的快速鉴别方法；实现酿造发酵基酒品质的快速现场分级；以 及保健酒、麻醉药品等应急事件快速分析解决方案的有效检测手段迫切需求。本课题组基于实验 室自行开发的平板型DMS技术和垂直加速飞行时间质谱（TOFMS）技术，采用63Ni放射性电离 源，成功研制DMS-TOFMS联用仪器。在TOFMS前端增加一级DMS作为预分离手段，能够实现 同分异构体分离，同时获取待测物分子的结构、分子量和相对含量数据，提供待测样品中全面的有 机组分的种类和含量信息，从而提升仪器定性及定量分析能力。该仪器DMS预分离器整体尺寸为 100 mm×80 mm×67mm，其电极基于印刷电路板（PCB）工艺制作，采用陶瓷材质表面镀金处 理；TOFMS腔体全长600 mm，主要包括3个部分：射频四级杆、静电透镜与飞行时间质量分析器； 采用63Ni放射性电离源，位于DMS平板电极前端，63Ni源是一种在大气压环境下实现样品离子 化的电离源，通过4 级差分实现大气压到高真空的气压要求。 应用实例：成功用于丙泊酚二维谱图分析，单样品分析时间小于5 min，表明该仪器在食品 品质分析等领域具有广泛的应用空间。

小型荧光检测模块

使用小功率发光二极管（LED）为光源，光电二极管（PD）为检测器，集成所有光学器件和电子 电路。灵敏度达到实验室台式荧光计水平（脉冲氙灯为光源、光电倍增管为检测器）。可作为关键部 件用于食品安全、生命科学和环境监测仪器，如PCR仪、流式细胞仪等仪器。单通道、双通道可选。 【主要技术指标】 光谱检测范围：340~1100 nm检测限：≤0.2 ppb 黄曲霉毒素B1；≤0.02 ppb 荧光素体积： 3 3 ≤45 cm（单通道）；≤78 cm（单通道）功耗：≤1 W噪声：≤20 μV最大输出：≥3.5 V信号稳定度： 2%。

极端高压原位光谱测量系统 研究中心。但同时也体现了一个突出的问题，很多学校和研究机构买不到适合自己研究的高压光

合作方式 压力是一个独立于温度和化学组分外的重要热力学参量。20 世纪以来，随着高压技术的不断 技术入股 发展，这一热力学参量在诸多学科领域都引起了人们的广泛关注。作为一种极端条件，高压科学与 投资规模 技术如今已经实现了与物理学、化学、材料科学、地球科学、生物学、新能源科学、行星科学、食品科 学等学科领域的交叉发展。高压极端条件下材料性质的研究，需要将样品放置于金刚石对顶砧中 100 万 ~500 万 进行相应的谱学表征。 对于极端高压条件下材料性质的表征需要进行原位光谱测量，我们课题组 自主设计研发多套高压原位光谱表征探测系统。其包括： 1. 高压原位压力标定装置； 2. 高压原位紫外-可见吸收光谱探测装置； 3. 高压原位荧光探测装置； 4. 高压原位时间分辨光谱探测装置； 5. 高压原位偏振拉曼光谱探测装置； 6. 高压原位红外吸收光谱探测装置； 7. 高压原位超快瞬态吸收光谱探测装置。 上述搭建光谱探测装置的各项性能指标处于国内领先位置，同时我们已经申请多项发明专 利和计算机软件著作权。我们以上述实验装置进行科学研究，在 Light-Science & Applications， Nanoscale Horizons，Advanced Optical Materials，Journal of Physical Chemistry Letters等 期刊已经发表多篇论文。

高附加值软枣猕猴桃系列深加工产品

软枣猕猴桃作为一种新兴小浆果，不仅口感好，营养丰富，同时还具有一 定功能性，目前已经在全国多个地区进行了广泛的人工种植，尤其是辽宁省丹东 市，已经将其作为该市重点发展的产业，种植面积3万亩以上，居全球首位，产 量 2024 年将达到 3 万吨以上。但是，随着种植面积及产量的不断增加，一些问 题也凸显出来，每年都有大量鲜果因为各种原因无法以商品果的形式进行销售， 现有的解决方案（废弃或低价处理）不仅会造成资源的巨大浪费，更可怕的是会 给消费者带来很大的负面印象，从而影响整个产业的发展。而深加工无疑是解决 上述问题的最佳手段。 经过深入研究软枣猕猴桃特性并结合自身技术特点，我们摒弃了传统水果深 加工理念，运用现代科技手段，开发出了一系列科技含量足、附加值高的软枣猕 猴桃深加工产品，可满足不同人群的需求，产品包括冻干果脆，巧克力，雪泥， 具有润肠通便功能的固体饮料，具有增加智力、改善记忆力的籽等。产品亮点： 1.冻干果脆：首次发现了软枣猕猴桃中引起麻味的物质，并开发了一种在不破坏 其他营养物质及口感的情况下，去除麻味物质的方法，通过加入其他营养物质， 制备出软枣猕猴桃冻干果脆；2.巧克力产品：是在冻干果脆的基础上改良而成， 其涂层是通过反复筛选实验而确定，与芯材完美搭配，在丰富口感的同时，可以 保护芯材，使其避免吸水受潮；3.雪泥：采用特殊处理过的原料，在不添加任何 食品添加剂的情况下，仅靠物理手段，实现了冰淇淋的顺滑感觉，同时保证了产 品的原生态；4.固体饮料：发现具有润肠通便功能的组分，通过分离、富集，再 辅以其他功能相似，机理不同的物质，制成的一款具有显著效果的润肠通便产品； 5.籽：富含 α-亚麻酸和 α-亚油酸，可促进儿童大脑发育，我们开发的后处理 工艺在提高适口性的同时保证了营养物质的稳定性。 目前这些产品已在不同代工厂家完成试生产，获得了生产工艺包，可随时进 行规模

代谢组学技术

代谢组学 (Metabolomics or metabonomics)是20世纪90年代中期发展起 来的一门新兴学科，是系统生物学的重要组成部分。代谢组学通过检测内源性代 谢产物在扰动下的变化，对生物系统进行整体及其动态变化规律的研究，已被广 泛应用于疾病诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学，植物学等 与人类健康密切相关的领域。 中国科学院大连化学物理研究所是国内最早开展代谢组学研究的科研机构， 承担并已完成了国家“863”第一个关于代谢组学技术平台的研究项目，以及国 家杰出青年基金、重点基金、国家科技重大专项等。已构建了具有国际先进水平 的针对不同研究目的，从代谢物的靶标分析、非靶标分析和拟靶标分析3个层次 的一整套基于色谱-质谱联用技术的代谢组学平台，并将其应用于病变标记物的 发现和疾病分型，疗效评价和作用机理研究以及植物和微生物的代谢组学研究中， 取得了丰硕的成果。“基于色谱-质谱联用技术的代谢组学分析平台及应用”， 2012年获辽宁省科技发明奖二等奖。“基于液相色谱-质谱联用的高覆盖代谢组 学方法开发及应用”，2020 年获中国分析测试协会科学技术奖 CAIA 奖。在科研 实践中，已实现了代谢组学在样品采集、运输、存储、分析、数据处理各个环节 的标准化操作，授权发明专利和软件著作权 10 余项，涉及样本采集、分析方法、 数据处理、标志物发现等，为本项目提供了良好的技术平台。 该技术已用于疾病生物标记物的发现，营养代谢组学，植物、微生物代谢组 学的研究。大连化学物理研究所是国内最早开展代谢组学技术服务的单位，构建 的多层次代谢组学平台具有国际先进水平，并享有良好的国内外知名度。我们已 经成功解决了困扰质谱代谢组学研究的几个瓶颈，实现了高通量大规模样品分析 到海量数据分析的整个研究过程的SOP，基本可以“定制式”地把整个平台应用 于农业、植物、临床医学、药物