技术成果

颗粒规模化精准分级技术

特定大小窄粒径分布的颗粒，其性质均一，具备优异的加工性能（如流动性、均匀性和 可压性等）和稳定的化学性能（如药性、电化学性能、催化特性等），在矿物加工（砂状氧 化铝、选矿）、生物医药（透析、饲用碳酸氢钠）、功能粉体（碳酸钙晶须）、新能源（三 元正极材料）、催化剂及载体、分离填料（硅胶）等领域需求广泛，其生产技术是短流程绿 色低碳生产的关键和高端材料制造的热点和难点。然而，无论是天然颗粒还是合成粉体，其 粒度分布皆较宽，颗粒分级可缩小其分布，需要高效、精准的颗粒分级装备对其精准分级才 能获得高品质的产品。 本项目将水力分级的高效率与筛分分级的高精度相结合，利用流体的流动和混合，实现 颗粒的散式流态化，进而消除颗粒团聚并实现颗粒有序排布；利用筛网的精确过滤作用，实 现高精度分级；利用流体湍动，防止筛网堵塞；水力和筛分技术有机协同，实现了颗粒的连 续精准（≥90%）分级，最终开发出了流化滚筒筛和流化振动筛两款中试样机并在广西氧化 铝企业的中试侧线进行了充分验证，有望解决因铝矿原料差异而困扰中国电解铝行业五十余 年的技术难题，极具工业应用前景。

深海特种微藻资源及新型活性物质开发

深海低温、黑暗、高压的极端环境不适宜藻类的生长，意外的是近期自深海分离培养获 得大量的微藻，经鉴定为深海特有微藻。为应对深海极端环境，深海微藻具有特殊的代谢途 径并合成特有的生物活性物质，是挖掘新基因及新型活性物质的重要资源宝库。研究发现深 海微藻富含微藻多糖和不饱和脂肪酸（EPA），其中微藻多糖以甘露糖、半乳糖及葡萄糖醛 酸单糖为主，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤作用，在医药方面具有极大的应用价值；EPA是 一种重要的多不饱和脂肪酸，是人体不可或缺的营养元素。因此，深海微藻生物活性物质将 在挖掘新型海洋药物、保健品、化妆品等行业具有极大应用价值。

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。

微生物发酵生产 3,4-二羟基丁酸项目

3,4-二羟基丁酸（ 3,4-dihydroxybutyric acid），分子式C H O ，相对分子质量120.1，能 4 8 4 与水互溶，是一种具有多种用途的平台化合物，其重要的衍生物是3-羟基-γ-丁内酯。3-羟 基-γ-丁内酯广泛应用于制药和化工行业。在药物生产方面， 3-羟基-γ-丁内酯可用于抗生素 利奈唑胺、降胆固醇药物立普妥、降脂药物依替米贝和HIV抑制剂的合成。可以用于聚合物 和营养添加剂肉毒碱的生产。3,4-二羟基丁酸被美国能源部门评为优先开发利用的30种重要 化学品之一。3,4-二羟基丁酸的化学合成方法受原料来源、产品得率、污染排放等因素制约， 其生物合成的产量和产量较低等问题阻碍了其在工业中应用。针对以上情况，本项目从代谢 途径改造与关键工艺优化入手，利用生物信息学、酶学、代谢工程等技术，获得了具高产 3,4-二羟基丁酸的大肠杆菌工程菌株。3,4-二羟基丁酸在5L发酵罐产量达到25g/L，为目前报 道微生物合成3,4-二羟基丁酸的最高产量。

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。

银杏叶药用成分精制及新型功能产品开发项目

银杏叶提取物是心脑血管疾病的有效药物，主要药用成为银杏黄酮类、萜内脂类、银杏 酸类。萜内脂类（白果内酯、银杏内酯A/B/C等）的药用功效为心脑血管疾病、脑缺血和老 年痴呆等疾病，防止血栓；银杏内酯B药用价值更高。银杏叶制剂的开发始于1970年左右开 始。德国Schwabe公司首次开发EGB761及其制剂金纳多，是欧美的畅销保健品。目前国内 外开发出的银杏叶药物已达40余种，如：金纳多、天佑宁、银杏酮酯等，应用于心脑血管疾 病的治疗。国内所占市场份额较大的产品主要有扬子江药业的依康宁片、上海信谊百路达药 业的百路达、康恩贝集团的天保宁片、深圳海王的银可络片、贵州益佰银杏达莫注射液、以 三九万荣和北京双鹤为主生产的舒血宁注射液等。2004年，康缘药业研发的银杏二萜内酯原 料及其葡胺注射液（含GA、GB、GK）上市。目前市面上缺少多种剂型的银杏内酯制剂， 尤其是单体银杏内酯注射剂和口服剂。 关于药用银杏内酯A/B的下游生产较少，目前市场上有两种药用银杏内酯注射液，江苏 康缘药业股份有限公司的银杏二萜内酯葡胺注射液，主要成分为银杏内酯A、银杏内酯B、 银杏内酯K等；成都百裕制药股份有限公司的银杏内酯注射液，主要成分有白果内酯、银杏 内酯A/B/C。银杏内酯B单体制剂据研究显示，具有更优的抗病功效，但目前市面上没有可 售的银杏内酯B类药用产品。 从行业格局来看，在其他很多细分行业不景气的背景下，银杏保健品成为了香饽饽，越 来越多的企业跨界进入银杏保健品市场，市场容量扩充、消费人群增多，整个银杏保健品市 场竞争更加激烈。银杏产业将向专业化、科学化、精细化的方向发展。 问题：①提取技术落后，

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。

微生物合成法尼烯技术

法尼烯（Farnesene, C H ）是一种无环倍半萜烯，在能源化工、医药和保健品等领域 15 24 有重要的应用前景。在能源化工方面，法尼烯衍生物的能量密度远高于3号航空煤油，可作 为燃油助剂显著提高其性能，有效延长航程、增加载弹量，具有重要的军事意义和战略意义。 在医药生产中，法尼烯可以作为生产维生素E侧链（异植物醇）的中间体，可实现维生素E （VE）生产工艺的创新性变革（侧链异植物醇合成由11步缩短至3步）。此外，β-法尼烯是 主要的蚜虫报警外激素，可以用于新型农药的创制。法尼烯的化学合成方法受原料来源、产 品得率、污染排放等因素制约已被生物合成全面取代。目前该产品被美国合成生物学先驱 J.D.Keasling主导的Amyris公司垄断，其以酿酒酵母为宿主连续式发酵产率达到8.67g/L/d， 但发酵周期长达360小时，且对我国实行技术封锁。而我国在法尼烯生物合成领域尚属空白， 产品完全依赖进口，严重制约了相关产业的发展，亟待突破。

微生物合成β-榄香烯技术

β-榄香烯（β-elemene, C15H24）是从我国传统中药温郁金中提取的国家二类抗肿瘤药物， 具有低毒、广谱和可破血脑屏障等优异特性，并对213种疾病存在高相关性潜在治疗效果。 目前，临床使用的榄香烯均从植物中提取，由于其提取分离工艺极为复杂，且大多为β-，γ-， δ-榄香烯混合物，导致其价格昂贵，严重限制了榄香烯类抗癌药物的推广和应用。化学合成 方法受原料来源、产品得率、污染排放等因素制约已逐渐被生物合成取代。然而，天然萜烯 合酶因其催化效率低、产物专一性差等问题阻碍了其在工业中应用。针对以上情况，本项目 从合成生物学改造与关键工艺优化两方面入手展开研究，利用人工智能、生物计算和酶生物 催化等技术，获得了催化效率和专一性提高的吉玛烯A（β-榄香烯前体）合酶，并构建了具 有自主知识产权的高产β-榄香烯的大肠杆菌工程菌株。随后，通过发酵控制优化，实现了目 标产物β-榄香烯的高效合成，5L发酵罐产量达到35g/L。 图1微生物发酵合成β-榄香烯

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。

有机固废热解气化清洁供能技术及设备

针对农林废弃物、生活垃圾、造纸及制药等过程产生的有机废弃物资源化问题，采用 “热解气化”的处理方式，可将一个乡镇产生的秸秆、垃圾或企业产生的造纸废渣、中药渣等 有机固废等进行集中热转化处理，处理后产生的燃气可以作为居民炊事用气，也可经废热锅 炉转化为蒸汽给周边地区供暖或为企业供蒸汽，同时还能产生生物炭和提取液，用于土壤改 良等。 为实现以上功能，研究所开展了有机固废热解气化清洁供能技术及设备，可将有机固废 转化为燃气/蒸汽、生物炭/炭基肥或电力。通过该技术一方面集中处理了有机废弃物，减少 对环境的污染、长距离运输成本及高昂的固废处置费；另一方面产生的燃气或蒸汽可以解决 周边居民或企业的用能需求，产生的生物炭及经加工后可作为有机肥在当地进行销售，实现 变废为宝。 成套设备包括破碎筛分、热解气化、气液分离、燃气低氮燃烧等过程，其中固废热解气 化设备是整个过程的核心设备，该设备具有占地面积小、投资节省、操作简单等优点。下面 以农作物秸秆为例，介绍有机固废热解气化清洁供能工艺流程。 图1有机固废热解气化清洁供能工艺流程

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。

裂壶藻功能油脂的发酵制备技术

长链多不饱和脂肪酸作为人体营养补充剂已有超30年应用历史，其中二十二碳六烯酸 （简称DHA）和二十碳五烯酸（简称EPA）被分别称为脑黄金和血管清道夫，长期居营养 补充剂排行前列。然而，目前我国来自于深海鱼油的DHA、EPA功能油脂产品原料主要从 国外进口，此外含有DHA/EPA的鱼粉是水产饲料中的主要蛋白质原料，也主要从国外进口， 鱼油和鱼粉产业对国际渔业资源依赖度较高。裂壶藻（裂殖壶菌）是DHA藻油的主要生产 菌，目前其产品主要应用在营养保健品和婴幼儿奶粉添加剂等领域。裂壶藻同时含有大量的 蛋白质，可有效替代鱼粉，但目前的应用受制于生产价格、EPA含量等因素。本项目基于裂 壶藻开发了生产不同种类和含量的功能油脂的菌株，可以通过高含量有效降低单位 DHA/EPA的生产成本，也可以为生产高端和医药用途提供超高含量藻油产品，还可以为生 产水产饲料提供含高蛋白和DHA/EPA油脂的藻粉产品，在营养健康、医药、饲料等领域未 来具有广阔的市场发展前景。项目同时还基于整合生物糖化开发了利用非粮碳源发酵裂殖壶 菌的技术，有望进一步降低发酵成本，在水产饲料中实现大规模应用。

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/酿酒酵母高密度发酵生产ω-7 脂肪酸技术

ω-7是一组单不饱和脂肪酸，基本化学结构为CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)n-CO2H，因其 不饱和双键的部位始于碳链末端甲基的第7位，故命名为ω-7。大量研究证实ω-7脂肪酸具有 改善人体代谢综合症（Ⅱ型糖尿病的胰岛素抵抗、动脉粥样硬化、肥胖）和抗炎等多种生理 功能，用于皮肤护理方面具有优良的皮肤抗皱功能。美国几个大型生物制药公司（Innovix Pharm、Tersus Pharmace）和营养健康企业（Source Naturals、New Chapter、Sibu Beauty）， 以及丹麦的Pharma Nord公司等都已有营养健康产品和护肤品等出售，市场需求旺盛。但目 前ω-7主要来源于澳洲坚果、沙棘和鱼油，含量低，资源量严重不足、生产成本高。 一、酿酒酵母高密度发酵 本项目筛选获得了高产油和高产ω-7酵母菌种，解决了酵母高密度发酵与高油脂积累问 题，建立了世界上首个酵母发酵的ω-7的高效生产技术和压榨提油工艺，ω-7 占总脂的40% 以上，含量高、生产成本低。相关技术已申请多个国内发明专利，并获得美、澳、日等国专 利授权。

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-

挥发性有机物（VOCs）流化床吸附浓缩技术

技术简介及特点 中国科学院过程工程研究所开发的多层流化床吸附浓缩-催化氧化技术是处 理低浓度、大风量 VOCs 的有效手段。与传统的固定床吸附浓缩和转轮吸附浓缩 相比，流化床吸附浓缩技术可以实现连续操作、净化效率高，浓缩比可达 10-20 倍。流化床层温度均匀，无局部过热现象，安全可靠；流化床压降低、可显著降 低能耗；后续既可用于催化燃烧，也可进行溶剂回收。同时，研究团队研制了适 用于流化床的高耐磨性能球形吸附剂，性能指标优于国内外同类产品。 专利及进展情况 申请专利 2 项，其中获授权 1 项。2017 年 12 月全国 VOCS 监测与治理高峰 论坛上被中国环境科学学会评为优秀创新设备奖（共 7项）。 产业化前景分析 挥发性有机物（VOCs）是重要的大气环境污染物之一，也是形成细颗粒物 (PM2.5)和臭氧的重要前体物质。VOCs 治理目前是我国大气污染治理的重点和难 点。“十三五”期间 VOCs 治理市场将迎来爆发式增长，市场规模预计将超 2000 亿元。在集装箱制造、印刷、家具喷涂、电子制造、化工制药等行业生产过程中 会有大量的 VOCs排放，采用流化床先吸附浓缩再催化燃烧或溶剂回收技术，具 有环境友好、节能减排和显著的社会经济效益，推广应用前景良好。 转化方式 技术转让 许可使用 2万m3/h的流化床吸附浓缩-催化燃烧装置适用于流化床的高耐磨性能球形吸附剂 双流化床气化技术

高纯度转铁蛋白及其技术

技术简介及特点 本项目制备的转铁蛋白（Transferrin,Tf）主要用于动物细胞培养组分，并 可以开发为药物载体，特别是透过血脑屏障的药物。传统的低温乙醇工艺法由于 操作步骤较多、收率低和分离精度低，难以满足转铁蛋白的应用需求。本项目以 低温乙醇沉淀废弃组分 IV 为原料，建立了高纯度转铁蛋白的制备工艺。主要步 骤包括层析、超滤和冷冻干燥等。采用SDS-PAGE 电泳、MALDI-TOF-MS 质谱、高 效凝胶过滤色谱以及酶联免疫吸附法(ELISA)对转铁蛋白分析检测，纯度大于 99%，收率为 79%。我们将转铁蛋白纯化工艺进行放大，制备人转铁蛋白10 克， 纯度大于 99%（高于 sigma标准品纯度），转铁蛋白收率大于80%。该工艺具有操 作简单、重复性好和易于放大等特点，制备的转铁蛋白纯度高、安全性好，可作 为无血清培养基的关键组分，为无血清培养基的研制与开发提供保障。 产业化前景分析 转铁蛋白是无血清培养基的关键组分之一，对促进哺乳动物细胞的生长具有 重要意义。一般情况下无血清培养基中转铁蛋白必须至少有5μg/mL，胰岛素才 能起作用。随着哺乳动物细胞培养种类、规模和应用范围的不断扩大以及安全性 能要求的不断提高，无血清培养基的需求与日俱增，作为其关键组分的转铁蛋白 的需求量也逐年增加，市场前景十分广阔。此外，转铁蛋白在生物医药领域也有 重要应用，Tf 可以结合许多治疗或诊断相关的金属离子，并且这种结合物可以 被癌症细胞表面过度表达的 Tf受体（TfR）识别，由 Tf和 TfR介导的药物传递 系统在近年来受到了广泛关注，包括 Tf 作为载体传递金属药物、化疗药物、高

利用芦笋下脚料生产皂苷、多糖等功能产品

技术简介及特点 我国现有芦笋种植面积达到170万亩，年产鲜笋137.6万吨，居世界第一位。 在芦笋加工过程中将产生约30%－40%左右的老茎和笋皮（约100万吨），这些下脚 料，除少部分养殖业发达地区可以喂猪牛以外，绝大大部分被丢弃，造成资源浪 费和环境污染。本项目利用芦笋废弃资源，基于生物炼制的思路和技术，开发出 芦笋系列产品：芦笋皂苷、芦笋多糖、膳食纤维、芦笋汁、生物药肥等。 专利及进展情况 获得科技成果：2014年，芦笋副产物高效利用关键技术与应用，河北省科技 进步奖二等奖；2012年，“芦笋天然色素制备工艺研究”，国际先进水平。（河北 省科技厅登记号：20120010 ）；2011年，“芦笋多糖提取分离及生物活性研究”， 国际先进水平。（河北省登记号：20110163 ）；2010年，“芦笋皂苷提取分离 工艺研究”，国际先进水平。（河北省登记号：20100781）。相关发明专利：ZL 201010606933.7；ZL 201010186922.8；ZL 201110393381；ZL 201010140646.1； ZL 201110329486.X。 产业化前景分析 芦笋享有“蔬菜之王”的美誉。富有天冬酰胺等18种氨基酸、硒、锌、锰等 15种微量元素，以及多种维生素，具有很高的营养价值；其次，芦笋含芦笋多糖、 皂苷、黄酮等生物活性物质，能够调节人体代谢，长期食用可以增强免疫力，对 高血压、糖尿病、前列腺炎、乳腺癌等具有很好的预防和治疗效果。随着大家对 芦笋认识的逐步深入，芦笋的各项功能得到有效开发利用，芦笋的种植加工业蓬 勃发展，芦笋日益受到消费者和广大笋农的青睐，

酶固定化技术及酶膜反应器开发

技术简介及特点 分批酶解的寡聚糖或多肽产品分子量范围较宽且难控制，同时产生大量副产 物，降低产品收率和纯度；商品化超滤膜孔径分布范围较宽，导致膜透过侧得到 的产品分子量分布较宽；另外酶无法重复使用，增加生产成本。针对这些问题， 本项目拟通过选择合适的超滤膜将底物和酶截留，原位分离酶降解得到的目标产 品，实现连续化生产；通过物理吸附或化学交联等方法将酶固定在微球载体或超 滤膜表面，研发超滤膜表面改性、孔径分布调节和酶固定化技术，同时优化酶膜 反应器操作条件以强化界面传质，进一步提高酶催化效率、重复使用性和产品收 率；通过研制旋转膜、振动膜和动态膜等剪切力强化抗污染膜组件，构建含高浓 度分散相的酶膜反应器，提高底物浓度和酶催化效率，避免目标产物的截留和降 解。本技术可用于各类寡聚糖和多肽产品的酶法生产，可获得目标范围内均一分 子量的产品。 专利及进展情况 申请中国发明专利 3项，获国家自然科学基金委2 项基金和国家重点研发计 划 1项子课题资助，作为主要成果获 2017年第三届“闵恩泽能源化工奖-青年进 步奖”。 产业化前景分析 以生产小分子右旋糖酐为例，目前市面上小分子量右旋糖酐的销售价为 8-10 万元/吨，微分子量右旋糖酐的销售价为 10-13 万元/吨。由于现有的微分 子量右旋糖酐苛刻的生产工艺，使其生产成本过高，且环境压力过大，从而出现 供小于求的局面，甚至出现生产企业无处购买或价格过高而屈于求次的情况，从 而影响医药和兽药的产品质量。另外，目前国内外公认的质量较好的右旋糖酐铁 注射液的分子量范围为 3-6kDa，我国市场上并没有这个分子量范围的微分子右 旋糖酐产品。本项

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

中药渣分级炼制高值转化利用技术

高固酶解技术将中药渣纤维素转化为葡萄糖；醇萃取回收黄酮等活性成分；残渣炭化制备功能化生物炭用于重金属废水治理。

植物提取蛋白用于皮肤创伤修复

以大豆提取物为创伤修复材料，利用天然植物成分（异黄酮、植物雌激素等）促进伤口愈合，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌有显著抑菌作用，可促进皮肤修复过程中毛囊生成。

对氰基苯甲酸的生物制造

项目概况对氰基苯甲酸作为一种有机合成中间体，主要用于合成止血剂对氨甲基苯甲酸，对氨甲基苯甲酸适用于肺、肝、胰、前列腺等手术时的异常出血，妇产科和产后出血及肺结核咯血、痰中带血、血尿，前列腺肥大出血、上消化道出血等。工业上对氰基苯甲酸主要采用对溴代苯甲酸或对氯苯甲酸催化氰基化制备，但存在原料比较昂贵（200-550元/公斤）、底物浓度低、反应时间长、酶催化效率低等问题。技术特点本项目筛选到一种能够催化高浓度对苯二甲腈获得对氰基苯甲酸的腈水解酶。以对苯二甲腈为原料（原料价格约为70元/公斤），当底物浓度达到100 g/L时，转化时间16小时，转化率>99%，综合摩尔收率>95%，并且后处理工艺简单。该技术处于国际领先水平，已经申请1项发明专利。项目阶段项目已完成公斤级规模小试实验。投资与效益分析本项目开发的新工艺预计能将对氰基苯甲酸的生产成本降至150元/公斤，具有较大市场空间。 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅 国科控股 中国科学院科技战略咨询研究院 --> 中国科学院成都文献情报中心 蜀ICP备05003827号-12 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000006 版权：中国科学院 主办：中国科学院科技创新发展局 承办：中国科学院成都文献情报中心 找错--> 微信小程序 --> 中国科学院知识产权信息

脱氢表雄酮(DHEA)的化学-酶催化合成技术

项目概况脱氢表雄酮(DHEA)是人体血液循环中最为丰富的甾体物质，是合成其他甾体药物的重要前体化合物。DHEA也经常被作为抗衰老药物来使用，因为体内DHEA含量的减少被认为与一系列衰老相关的病症发病密切相关。1956年Rosenkranz等采用薯芋皂苷为初始原料成功合成了DHEA，正式开启了DHEA合成的工业化时代。经薯芋皂苷配基合成DHEA的流程大同小异，其原理几乎一样，只是在各个步骤选择的保护剂或氧化剂等存在差别。但是随着时代的发展，环境问题越来越成为制约社会和经济发展的重大问题。属于皂素基本上是由专门的耕地种植获得，传统的DHEA生产模式需要消耗大量的薯蓣皂素资源；此外，皂素资源的提取和裂解过程中会产生大量的废水以及其他污染物。 DHEA的生产面临着资源和环境的双重制约，因此，开发新的工艺路线以替代传统的生产工艺刻不容缓。市场情况目前，市场上DHEA主要用于生产甾体激素药物和避孕药。以DHEA为主要成分的保健品国内外也均有产品上市，主要功效以抗衰老、提高免疫力等为主。随着人们生活质量的不断提升以及医药产业的发展，DHEA的市场需求量也将逐年上升，开发一种经济、绿色、可持续的DHEA生产方式刻不容缓。技术特点本项目以4-AD为底物，通过化学-酶法转化，DHEA的摩尔收率可达80%。其中化学法催化反应简便，通过化学催化获得的产物，经简单后处理即可直接进行酶催化（底物浓度>100 g/L），反应在24小时内完成，有机溶剂的用量可以有效控制，后处理工艺简单，已经申请1项发明专利，酶法转化技术参数达到国内领先水平。 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅

高盐工业废水生物强化/污泥调控综合处理技术

项目概况随着国内化工生产行业环保要求和压力越来越大，废水处理成为制约我国化工行业可持续健康发展的关键因素之一。化工废水具有成分复杂、色度高、难生化降解、COD含量高的特点。尤其是含有大量无机盐（硫酸盐为主）、氨氮和有机硫，不利于微生物的生存，处理难度比较大，目前尚未有成熟、经济、有效的处理手段。目前，我国化学原料及化学制品制造业废水排放量占我国工业废水排放量的27.1%，年排放近30亿吨。针对我国水污染控制和节能降耗的迫切需求，基于“资源化利用”的新思路，研发“废水回用、含盐废水处理、硫资源回收”的新技术、新工艺和集成系统，形成流程设计方案，建立含盐化工废水高效处理的技术体系和示范系统越发重要；从而提高我国含盐工业废水的治理水平，打破国外企业在高效厌氧技术和装置方面的垄断，提高企业经济效益。在以活性污泥处理为主的现有化工废水处理工艺中，高盐组分严重抑制活性菌群的细胞活性和繁殖、代谢效率，导致活性污泥出现了菌群结构不稳定、活性波动剧烈、耐受废水环境冲击能力弱以及处理周期长等劣势。这些短板严重限制了化工企业的经济效益，成为企业发展和节能环保的重要限制因素。市场前景目前我国化工企业种类繁多、产品多样，导致目前化工废水处理成本波动范围很大，吨处理成本从几元到几十元，而高盐化工废水处理成本平均在10-20元/吨，其中仍有30%污水无法达标。按照年处理量30亿吨及70%的处理达标率，如果每吨高盐废水处理成本降低1元，或提高处理效率10%，每年为行业创造经济效益将达20亿元以上。技术特点本项目技术特点包括以下几个部分：（可具体根据企业实际情况各自调整组合，或进行局部工艺改造以提高高盐工业废水

全细胞催化合成D-手性肌醇

项目概况D-手性肌醇是肌肉肌醇的一种差向异构体，在自然界中主要存在于苦荞等植物中。D-手性肌醇具有多种生理功能，可用于治疗II型糖尿病、多囊卵巢综合征和抑制肝纤维化的发展；亦可作为保健品原料及膳食补充剂。目前美国已有多个品牌的D-手性肌醇保健品上市，具有广阔的市场前景。D-手性肌醇可从苦荞等植物中提取，但由于其中D-手性肌醇的含量非常低，提取成本昂贵，难以实现工业化。目前工业上主要以春日霉素或D-松醇为原料通过酸水解生产D-手性肌醇，然而原料春日霉素或D-松醇价格昂贵，每4kg春日霉素方可获得约1kg的D-手性肌醇，使得D-手性肌醇的生产成本居高不下，限制了其应用。市场情况目前，D-手性肌醇主要以保健品的形式存在于美国市场上，而国内市场还没有终端产品出现。国内仅有少数几家企业在利用植物提取或春日霉素/D-松醇水解的方法生产D-手性肌醇，其产品以出口美国、西班牙和印度为主。D-手性肌醇的国内市场尚未打开。技术特点本项目开创了一种简单且易于规模化制备D-手性肌醇的新方法：以肌肉肌醇为原料，通过全细胞催化生产D-手性肌醇，常温常压反应24-48 h，D-手性肌醇终浓度可达35 g/L。整个反应过程中无需额外添加辅因子，并且可在较高肌肌醇底物浓度下进行，有利于降低生产成本，具有重要的工业应用价值。目前，已申请1项发明专利。投资与效益分析D-手性肌醇的出口价格为280-380万元/吨，而本项目目前成本约20-40万元/吨，随着未来产量的提升，成本将进一步下降。以年产50吨D-手性肌醇生产线计算，年利润可达1.3-1.7亿元。从长远来看，随着生产成本的下降，其国内市场也将逐步打开，D-手性

新型高效表达异源蛋白的枯草芽孢杆菌MATE表达系统

项目简介异源蛋白质的高效分泌表达是蛋白质研究与生产中的核心问题，诸如表达水平低、分泌效率差等难点是制约酶蛋白、医药蛋白质等异源蛋白质研究与生产的主要瓶颈因素。大肠杆菌作为最为常用的异源蛋白质表达宿主具有诸多良好的特性，但同时也存在着免疫原、内毒素、分泌表达效率低下等难以避免的问题，限制了下游工艺的成本降低与操作的便捷性。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为革兰氏阳性菌的模式菌种，具有分泌表达、异源表达水平高（20-25 g/L）和安全等诸多优良特性,被认为是较理想的蛋白质生产菌株，从而广泛应用于各种酶蛋白的生产中。目前针对枯草芽孢杆菌的商业化表达系统很少，国内更是缺乏具有自主知识产权的高效枯草芽孢杆菌表达系统，且现有枯草芽孢杆菌表达系统都存在着一些限制性因素，例如启动强度不足、诱导物价格昂贵、抗菌素或抗生素等诱导物对细胞有毒害作用等，限制了其在扩大化生产中的实际应用潜力。市场前景目前蛋白表达系统市场上除Agilent Technologies, Clontech, Life Technologies, Lonza, Merck， Millipore， Promega等传统大型企业外，Dyadic International, Geneva Biotech, Greenovation, iBio, Jena Bioscience, New England Biolabs, Oxford Expression Technologies, Pfenex 及Scarab Genomics等中小型生物技术企业也积极着力开发新型蛋白质表达系统拓展市场。利用本项目研发的枯草