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.docx

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H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 多功能纤维素防制剂、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） 防解-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69946万用,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，己经授权发明专利11项，发表SCI论文18篇：出版专著1 部：在木质纤维类生物质炼制领域形成了完整的知识产权体系，对该领域的基础研究和科技进步起到了显著 推动作用代表性论文论著目录序号论文论著名称 /刊名/作者年卷页码（XX年XX卷XX页）发表时间 （年月日）通讯作者第一作者1Enzymatic in situ saccharification of lignocellulose in a compatible ionic liquid-cellulase system/Chemical Engineering Journal/ Xu Jiaxing, Wu Bin, Hu Lei, Wu Zhen, Xu Ning, Dal Benlin, He Jianlong2015 年 267 卷 163-169 页2015.08.12Wu BinXu Jiaxing2A novel ionic liquid-tolerant Fusarium oxysporum BN secreting2015 年 181 卷 18-25 页2015.12.08Wu BinXu Jiaxingionic liquid-stable cellulase: Consolidated bioprocessing of pretreated lignocellulose containing residual ionic liquid/Bioresource Technology/ Xu Jiaxing, Wang Xinfeng, Hu Lei, Xia Jun, Wu Zhen, Xu Ning, Dai Benlin.Wu Bin3Enzymatic in situ saccharification of rice straw in aqueous-ionic liquid media using encapsulated Trichodermaaureoviride cellulase/JournalChemical Technology/ Xu Jiaxing, Liu Xiaoyan, He Jianlong,Hu Lei, Dai Benlin, Wu Bin2015 年 90 卷 57-63 页2015 年 09.18Xu JiaxingXu Jiaxing4An ionic liquid tolerant cellulase derived from chemically polluted microhabitats and its application in in situ saccharification of rice straw/Bioresource Technology/ Xu Jiaxing, He Bingfang, Wu Bin, Wang Bin, Wang Chenghua, Hu Lei.2014 年 157 卷 166-173 页2014 年 08.12Xu JiaxingXu Jiaxing5Adsorption and separation of lignin-based aromatic aldehydes using macroporous resins/ Korean Journal of Chemical Engineering/ Wu Zhen, Hu Lei, Xu Ning, Dai Benlin, Xu Jiaxing.2015 年 32 卷 1381-1387 页2015 年 06.28Wu ZhenWu Zhen6Lactose-inducted production of a complete lignocellulolytic enzyme system by a novel bacteriumBacillus sp. BS-5 and its application for saccharification of alkali-pretreated corn cob/Cellulose/Xu Jiaxing, Gao Zhen, Wu Bin, He Bingfang.2017 年 24 卷 2059-2070 页2017.06.05Wu binXu Jiaxing7Extracellular expression of alkali tolerant xylanase from Bacillus subtilis lucky9 in E. coli and application for xylooligo saccharides production from agro-industrial waste/ International Journal of Biological Macromolecules/ Chang Siyuan, Guo Yali, Wu Bin, He Bingfang.2017 年 96 卷 249-2S6 页2017.05.08Wu BinChang Siyuan主要知识产权目录序 号知识 产权 类别知识产权具体名称授权号授权FI期证书编号权利人发明人1发明专利碱抽提木质素分子筛 催化制备芳香醛的方 法ZLX2016.08.24第号淮阴师范学 院淮安万邦 香料工业有 限公司许家兴、吴 真、徐继明、 周守勇、赵宜 江、胡磊、贺 爱永、徐宁、 夏军、龙晋 辉、刘晓涛、 陈文昌2发明专利一株组成型酸性内切纤维素酶高产菌株.X2012.09.05第号南京工业大学何冰芳、欧阳 平凯、许婿、 柏中中、吴斌3发明专利高产木质纤维素降解酶萌株的复筛方法.82015-04-22第 号熊鹏熊鹏、周玉 珍、吕容瑞、 熊涛4发明 专利木质素氧化液中芳香醛吸附分离的方法202017.10.31第号淮阴师范学院吴真、胡磊、 贺建龙、朱安 峰、穆飞虎5发明 专利添加高聚木糖提高纤维素酶生产效率的方法.12015..04.01第号熊鹏熊鹏、贺建 龙、周玉珍、 徐继明6发明专利纤维素酶分离提纯方法.22014.02.12第号熊鹏熊鹏、贺建 龙、周玉珍7发明专利分批补加氮源培养真 菌生产纤维素酶的方 法.12014.12.03第号熊鹏熊鹏、宇文伟刚、贺建龙8发明 专利一种有利于重组蛋白 胞外分泌的基因敲除 大肠杆菌及其应用.32017.12.22第号南京工业大学何冰芳、朱 芸、储建林、 周有治、吴 斌、柏中中、 钦松、姜天阴9发明专利强分泌性信号肽增强小肽模序及其应用.92017-02-08第号南京工业大 学何冰芳、陈文 华、米兰、吴 珊珊、朱芸、 陈珊珊10发明 专利通过补加低聚木糖调 整发酵纤维素复合酶 配比的方法.72013.01.15第号熊鹏熊鹏、宇文伟 刚、贺建龙、 徐继明备注：上述10件主要知识产权包括著作权、商标权、技术秘密、动植物新品种审定、新药 证书、医疗器械注册证书、农药、食品或饲料添加剂等其他知识产权情况。