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附件: 项目名称:木质纤维素类生物质定向三品联产综合利用关键技术及应用 主要完成人:许家兴 吴斌 胡磊 贺爱永 熊鹏 吴真 何冰芳 徐继明 周守勇 刘晓涛 韦利军 主要完成单位:淮阴师范学院 南京工业大学 淮安万邦香料工业有限公司 常州千红生化制药股份有限公司 淮安百麦科宇绿色生物能源有限公司 项目简介: 随着化石资源的日益减少,作为解决能源、材料和化学品短缺的重要途径,生物质资源精炼技术的创新型发展是对可再生生物质资源化利用模式的变革,对生物和化学品产业的可持续绿色化发展具有直接推动作用.

然而,尽管我国木质纤维类生物质资源丰富,在高值化利用过程中却一直困禁于传统的单组分、低效率利用状态,且存在产品附加值低、环境污染大、资源浪费严重等问题,导致我国生物质资源利用成本高、产业市场竞争力差.当前,开发高效的生物质资源分级高值化利用已成为我国社会经济进步的重大课题之一. 本项目以木质纤维素资源为原料,通过化学与生物工程相结合,对其资源化分级利用及高附加值产品开发中共性关键技术开展研究,实现了原料中纤维素、半纤维素及木质素三大组分的高效综合利用,建立了以多功能纤维素酶制剂、高品质低聚木糖及芳香醛香料为高附加值产品的三品联产综合利用新模式. 技术内容主要包括: (1)高效多功能纤维素酶的低成本生产新工艺 通过建立常温等离子体与进化代谢相结合的菌株选育方法,获得了高产多功能纤维素酶的优良菌株,通过对菌株酶系配伍优化、酶分泌合成途径调控及诱导物蛋白基因改造,首次构建能够以简易粉碎稻草中纤维素为基质高效生产多功能纤维素酶的菌株,实现了高品纤维素酶制剂的低成本生产,同时所产酶制剂具有超强的木质纤维素糖化水解能力,水解效率高于知名诺维信公司同类产品水平. (2)酶解-分离耦合一步制备高品质低聚木糖新技术 通过酶定向改造开发出新型木聚糖酶突变体,创建酶法特异性水解制备以木二糖、木三糖为主的高品质低聚木糖技术;

进一步基于蛋白融合创建扩张蛋白-木聚糖酶高效融合技术,实现对纤维素酶发酵残渣中半纤维素的特异性高效吸附分离,成功建立基于酶吸附-水解耦合的低聚木糖制备新技术,大幅简化生产工艺,技术绿色高效,解决了传统碱提/醇沉工艺中使用有机溶剂抽提带来的成本和污染问题. (3)酶解残渣木质素定向制备芳香醛的高效解聚及分离新技术 通过新型催化剂改性设计实现木聚糖酶解残渣中木质素高效转化芳香醛工艺,结合大孔树脂吸附-解离工艺巧妙调控,实现从复杂木质素氧化产物中高效分离芳香醛单体的技术,建立了对羟基苯甲醛、香草醛和丁香醛等香料的高效分离过程,本技术通过绿色简易的工艺过程实现了木质素的高效降解及定向转化芳香醛类香料. 社会经济效益: 通过以上共性关键技术的集成,形成了木质纤维类生物质分级高值化利用新产业模式,项目技术目前已在淮安万邦香料工业有限公司,常州千红生化制药股份有限公司及淮安百麦科宇绿色生物能源有限公司、内蒙古水域山饮品有限公司及鄂尔多斯市高原圣果生态建设开发有限公司等多家企业进行产业化生产及产品应用,2014-2016年相关产品应用实施三年期间,累积新增产值28245万元,新增利润69946万元,经济及社会效益显著. 知识产权和论文: 本项目实施期间共申请发明专利20余项,已经授权发明专利11项,发表SCI论文18篇;