项目名称沈阳农业大学.docx

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项目名称沈阳农业大学

项目名称:

Vc发酵伴生依赖性解除及环境友好生产新技术

一、提名意见

提名意见：

我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关内容符合国家科技奖的提名要求。

该项目属于维生素C工业生物发酵领域的技术革新。

因对伴生菌有着绝对依赖性，现Vc生产所采用的混菌发酵技术稳定性差、转化率低，成为阻碍生产效率提升的瓶颈。

同时，Vc生产排放大量废菌渣液，给企业带来巨大环保压力。

针对上述问题，该项目创建了以伴生活性物质替代伴生菌、解除伴生依赖性的Vc单菌发酵新技术；进而再依据山梨糖脱氢酶和古龙酸还原酶的催化特征，建立了双平台控制单菌发酵技术体系。

因新技术中伴生菌用量大幅减少，直接削减了废渣液的COD排放量；再利用废菌渣液的等电点和热聚变特性，将其制成饲料蛋白产品，实现了资源化再利用。

新技术已于2014年全面应用于东北制药集团股份有限公司，显著提高了发酵转化率，大幅减少了COD排放。

2015~2017三年间，累计新增销售额7.4亿元，新增利润3.5亿元，减排COD2600吨。

项目还获得授权专利9项（其中发明专利7项，实用新型专利2项），完成博士、硕士学位论文28篇，发表国内外学术期刊论文36篇（其中SCI论文5篇）。

该项目技术成果获2017年辽宁省科技进步奖一等奖。

对照国家科技进步奖授奖条件，提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

二、项目简介

（限1页）

该项目属于维生素C（Vc）工业生物发酵领域的技术革新。

我国维生素C年产量约为12万吨，占全球总产量的90%，是出口量最大的原料药之一。

Vc生产采用二步发酵法，系两种菌（产酸菌和伴生菌）的混合发酵，在发酵中极难同时满足两菌的各自需求，常常顾此失彼而导致混菌关系失衡。

这种发酵时的伴生依赖性成为影响发酵稳定运行、阻碍产率提升的最大瓶颈。

此外，Vc发酵排放大量废弃菌渣液，年产两万吨Vc的东北制药集团，日排放高COD值（8-10万）菌渣100吨，给企业带来巨大环保压力。

针对上述问题，中国科学院沈阳应用生态研究所联合东北制药集团股份有限公司、沈阳农业大学，在多个国家、省、市科技计划项目的资助下，历时10余年，对Vc混菌发酵机理、伴生活性物质、关键代谢酶、发酵过程调控等方面开展系统深入研究，最终建立了解除伴生依赖性的Vc发酵新技术及其生产工艺，实现了工业化应用。

所取得的主要创新性成果有：

1）研发出简便、廉价的伴生活性制剂制备工艺，首次构建出以伴生活性物质替代伴生菌、解除伴生依赖性的Vc单菌发酵新技术，同时依据山梨糖脱氢酶和古龙酸还原酶之各自特性，建立起双平台控制单菌发酵技术体系，实现了Vc单菌发酵的工业化应用。

2）单菌Vc发酵新技术使废菌渣中伴生菌大幅减少，直接削减了废菌渣的COD排放量；同时，利用废弃菌渣液的等电点和热聚变特性，将其制成菌体饲料蛋白产品，实现了资源化再利用。

3）从分子水平上揭示了混菌发酵的伴生规律和作用机理，率先分离并纯化出伴生活性物质，查明其为一个3.6万道尔顿酸性单亚基蛋白质，并系统检测了它的理化特性，为建立解除伴生依赖性的Vc发酵新技术提供了理论基础。

4）分离并纯化产酸菌的两个关键酶——山梨糖脱氢酶（正向酶）及古龙酸还原酶（反向酶），查明其酶促反应条件及差异，针对性地增强山梨糖脱氢酶活性、减弱古龙酸还原酶活性，形成一套高效酶促催化双平台控制技术体系。

新发酵技术较原混菌发酵技术的古龙酸收率提高了4.3个百分点，发酵周期缩短了17%，同时节省原材料和能耗16.4%，同时，新工艺使废菌渣的COD排放量减少了25%。

项目成果已获授权国家发明专利7项、实用新型专利2项，发表博士学位论文10篇、硕士学位论文18篇、国内外学术期刊论文36篇（其中SCI收录论文5篇）。

项目成果已于2013~2014年间陆续在东北制药集团股份有限公司实现生产应用，2015-2017三年累计新增销售额7.4亿元，新增利润3.5亿元，减排COD2600吨。

三、客观评价

（限2页。

围绕科技创新点的创新性、先进性、应用效果和对行业科技进步的作用，做出客观、真实、准确评价。

填写的评价意见要有客观依据，主要包括与国内外相关技术的比较，国家相关部门正式作出的技术检测报告、验收意见、鉴定结论，国内外重要科技奖励，国内外同行在重要学术刊物、学术专著和重要国际学术会议公开发表的学术性评价意见等，可在附件中提供证明材料。

非公开资料（如私人信函等）不能作为评价依据。

）

1．查新结论

该成果内容经辽宁省科技情报研究所进行了查新检索。

通过分别检索与三个查新点（查新点1：

从细胞和分子水平上研究Vc发酵混菌（普通生酮基古龙酸菌、巨大芽孢杆菌）间关系及伴生作用机理，查证、纯化巨大芽孢杆菌的伴生活性物质为3.6万道尔顿且为单亚基的酸性蛋白质；查新点2：

创建基于自制伴生活性蛋白制剂的解除产酸菌依赖性的Vc单菌（普通生酮基古龙酸菌）发酵新技术，并实现工业化应用；查新点3：

基于蛋白等电点和热聚变特性创建Vc菌渣制备饲料蛋白新工艺并实现工业化生产，基于母液酸盐转化产生的溶度差开发废母液中古龙酸的回收新技术并应用于生产实践）相关的国内外文献，经对比分析，得到如下查新结论：

该委托单位完成的以上述查新点为主要特征的“Vc发酵伴生依赖性解除及环境友好生产新技术”，除该查新项目课题组成员（沈阳农业大学、中国科学院沈阳应用生态研究所）所著文献和所申请专利外，未见国内外文献报道。

2．行业评价意见

2017年4月25日，由辽宁省医药行业协会组织相关专家，对中国科学院沈阳应用生态研究所、东北制药集团股份有限公司和沈阳农业大学共同承担的国家、省、市重大科研攻关项目“Vc发酵伴生依赖性解除和环境友好生产新技术”进行成果先进性评价。

以肖林久教授为组长的专家组认真听取了有关技术报告并详细审查了相关材料，经充分讨论，形成意见如下：

1）项目立题正确，所提供的技术资料齐全，内容充实，表述规范，数据可信，符合评价要求。

2）揭示了Vc发酵大小菌共生关系及机理，分离纯化得到了一个3.6万道尔顿酸性蛋白质晶体，并证实其为伴生活性物质，明确了其理化特性；分离并纯化产酸菌的两个关键酶——山梨糖脱氢酶及古龙酸还原酶，研究了其酶促反应特征。

3）以产酸菌为单一菌株，在发酵中添加伴生活性物质，建立发酵双平台控制体系和生产工艺，实现Vc单菌发酵的工业化应用，较混菌发酵工艺的收率提高了6.03个百分点，发酵周期缩短了20%以上，降低了废菌渣排放量25%，新工艺解除了产酸菌对伴生菌的依赖性。

4）项目成果获国家授权发明专利5项。

该项技术成果已于2014年应用于东北制药集团的Vc生产，三年累计新增效益2.63亿元，节省能源和污染物处理费约2000万元。

专家组一致认为，该成果技术水平居国际领先。

3．科技奖励

该项目技术成果获2017年辽宁省科技进步一等奖。

四、推广应用情况

东北制药集团股份有限公司是国内维生素C的主要生产厂家，年产Vc2.8万吨，约占全国Vc产量的1/4。

该项目技术成果已于2014年在东北制药集团股份有限公司207分公司实现全面生产应用。

主要应用单位情况表

应用单位名称

应用技术

应用的起止时间

应用单位联系人/电话

应用情况

东北制药集团股份有限公司207分公司

Vc发酵伴生依赖性解除及环境友好生产新技术

2014.01-2017.12

蔺心峰/024-********

已于2014年全面应用于东药集团的Vc生产线。

大幅度提高了Vc发酵的转化率和稳定性，发酵收率提高了4.3个百分点，周期缩短了11.5%，节省原材料和能耗16.4%，废菌渣COD排放减少25%。

五、主要知识产权证明目录（不超过10件）

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

发明专利

一种通过伴生菌数量的适应调节来制备2-酮基-L-古龙酸的方法

中国

ZL201310521113.1

2015-07-22

1729950

东北制药集团股份有限公司

张海宏，韩利涛，谢占武，王远航，宋红军，陈宏权，张忠泽

有效

发明专利

一种古龙酸的高温发酵的方法

中国

ZL201110329992.9

2014-07-23

1449292

中国科学院沈阳应用生态研究所，东北制药集团股份有限公司

陈宏权，徐慧，吕淑霞，安海英，杨伟超，邵立东，姜铭妍，宫英姿，姚岚，荆士华，韩利涛，朱葛，张忠泽

有效

发明专利

以维生素C发酵废弃物生产菌体蛋白和多肽有机肥的方法

中国

ZL200910248459.2

2012-07-

04

993969

中国科学院沈阳应用生态研究所

徐慧，杨伟超，张颖，李慧，史荣久，韩斯琴，季光辉，宋红军，张忠泽

有效

发明专利

一种应用发酵尾气提高发酵效率的方法

中国

ZL200810229323.2

2012-11-7

1071940

东北制药集团股份有限公司，中国科学院沈阳应用生态研究所

汲涌，谢占武，陈宏权，刘瑶，张海宏，安海英，荆士华，姜铭妍，谌明，杨伟超，徐慧，张忠泽

有效

发明专利

Vc二步发酵超滤弃渣液的深度脱水工艺

中国

ZL201310464717.7

2016-09-07

2226845

沈阳农业大学

吕淑霞，陈宏权，胡昊，曹桂环，杨伟超，韩利涛，刘红心，张良，王天晓，张喆，张忠泽，徐慧

有效

发明专利

一种用于培养混合微生物的装置及其培养方法

中国

ZL201310509183.5

2016-05-04

2054248

中国科学院沈阳应用生态研究所

满都拉，杨伟超，徐慧，张忠泽

有效

发明专利

一种利用三种菌混合发酵转化山梨糖2-酮基-L-古龙酸的方法

中国

ZL201210453539.3

2014-01-08

1333868

中国科学院沈阳应用生态研究所

杨伟超，徐慧，满都拉，张忠泽，安海英，胡昊，李英杰，韩利涛，姜铭妍，谌明，徐静，曹桂环

有效

实用新型专利

一种用于培养混合微生物的装置

中国

ZL201320660445.3

2014-04-23

3537478

中国科学院沈阳应用生态研究所

满都拉，杨伟超，张忠泽，徐慧

有效

实用新型专利

一种针头式过滤器

的助推装置

中国

ZL201420529386.0

2015-01-28

4105556

沈阳农业大学

吕淑霞，刘沛含，于晓丹，张良，杨伟超，马镝，林英，韩利涛，姜铭妍

有效

六、主要完成人情况表

姓名

徐慧

排名

1

行政职务

无

技术职称

研究员

工作单位

中国科学院沈阳应用生态研究所

完成单位

中国科学院沈阳应用生态研究所

对本项目技术创造性贡献：

项目负责人，确立研究内容及实施方案，开展Vc发酵混菌关系、伴生机理及关键酶特性研究，开发了解除伴生菌依赖性的发酵新技术，开发了一种将Vc发酵菌渣制成菌体蛋白和多肽有机肥的方法。

对本项目所列所有科技创新均做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利3，发明专利6。

六、主要完成人情况表

姓名

魏海军

排名

2

行政职务

董事长

技术职称

高级经济师

工作单位

东北制药集团股份有限公司

完成单位

东北制药集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：

承担项目的规划设计，主持并落实解除伴生菌依赖性的发酵新工艺的生产试验和生产应用。

对本项目第1、2项科技创新做出了创造性贡献。

六、主要完成人情况表

姓名

汲涌

排名

3

行政职务

总经理

技术职称

高级工程师

工作单位

东北制药集团股份有限公司

完成单位

东北制药集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：

协调组织专门队伍，为项目提供必要的设备，开展伴生活性制剂和诱变菌株的工业化试生产研究。

对本项目第1项科技创新做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利4

六、主要完成人情况表

姓名

陈宏权

排名

4

行政职务

207分公司总经理

技术职称

高级工程师

工作单位

东北制药集团股份有限公司

完成单位

东北制药集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：

组织项目成果的小型试生产和大生产应用，在开发古龙酸高温发酵、高效菌种选育、解除伴生菌依赖性技术的试生产及应用中发挥重要作用。

对本项目第1、2、3项科技创新做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利2

六、主要完成人情况表

姓名

吕淑霞

排名

5

行政职务

无

技术职称

教授

工作单位

沈阳农业大学

完成单位

沈阳农业大学

对本项目技术创造性贡献：

深入研究伴生菌的伴生机理，查证、纯化其伴生因子为3.6万道尔顿且为单亚基的蛋白质，系统检测了该蛋白的相关特性。

另外，还开发了Vc菌渣深度脱水工艺。

对本项目所列第1、2、3项科技创新做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利5，实用新型专利2。

六、主要完成人情况表

姓名

张海宏

排名

6

行政职务

工艺部部长

技术职称

高级工程师

工作单位

东北制药集团股份有限公司

完成单位

东北制药集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：

生产新工艺建立及优化，建立伴生活性制剂高效制备生产工艺、建立解除伴生菌依赖性的发酵生产新工艺。

在本项目的第1、3项科技创新中作出了创造性的贡献。

代表性专利见附件：

发明专利1

六、主要完成人情况表

姓名

杨伟超

排名

7

行政职务

无

技术职称

助理研究员

工作单位

中国科学院沈阳应用生态研究所

完成单位

中国科学院沈阳应用生态研究所

对本项目技术创造性贡献：

优良菌种选育，提出了一种快速筛选产酸菌的方法，并优化了解除伴生菌依赖性新工艺的发酵条件。

在本项第1、2、3项科技创新中做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利3，发明专利7

六、主要完成人情况表

姓名

韩利涛

排名

8

行政职务

无

技术职称

工程师

工作单位

东北制药集团股份有限公司

完成单位

东北制药集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：

承担项目小试和中试研究，组织开展伴生制剂对产酸菌的影响、酶促反应过程优化、菌渣快速脱水技术的小试和中试研究。

在本项目所列第1、2项科技创新中做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利1

六、主要完成人情况表

姓名

胡昊

排名

9

行政职务

207分公司副总经理

技术职称

高级工程师

工作单位

东北制药集团股份有限公司

完成单位

东北制药集团股份有限公司

对本项目技术创造性贡献：

组织落实项目成果的试生产研究。

优化工艺条件，实现发酵新技术的工业化应用。

在本项目所列第1、2项科技创新做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利5

六、主要完成人情况表

姓名

张忠泽

排名

10

行政职务

无

技术职称

研究员

工作单位

中国科学院沈阳应用生态研究所

完成单位

中国科学院沈阳应用生态研究所

对本项目技术创造性贡献：

项目总咨询，指导完成混菌发酵伴生活性物质的分离纯化及鉴定、关键酶的分离纯化以及单菌发酵新工艺的建立。

在本项目所列第1、2、3、4项科技创新中均做出了创造性贡献。

代表性专利见附件：

发明专利1-3。

七、主要完成单位情况表

单位名称

中国科学院沈阳应用生态研究所

排名

1

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：

承担了本项目所涉及技术的小试研发工作，包括：

系统研究了伴生菌的伴生机制；深入研究关键酶的催化特征；开发了解除伴生依赖性新技术；建立了二步发酵定向调控新工艺；开创了单菌发酵的新工艺；开发了菌渣制菌体饲料蛋白新技术。

指导或协助上述工艺的中试和试生产，促进新工艺的推广应用。

七、主要完成单位情况表

单位名称

东北制药集团股份有限公司

排名

2

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：

开展新工艺的中试放大试验、生产条件优化，并将新工艺推广应用于本公司的Vc发酵生产。

与中国科学院沈阳应用生态研究所合作开展本项目的部分小试研发工作。

七、主要完成单位情况表

单位名称

沈阳农业大学

排名

3

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：

与中国科学院沈阳应用生态研究所联合开展混菌机理、伴生机制、伴生活性物质的研究工作。

查证伴生因子为单亚基的蛋白质，检测了该蛋白的相关特性，为解除伴生菌依赖性提供了重要理论依据。

还开展了一部分Vc菌渣制成菌体蛋白的小试研究。

八、完成人合作关系说明

本项目由中国科学院沈阳应用生态研究所、东北制药集团股份有限公司、沈阳农业大学三方组成的研发团队共同合作完成。

第2完成人魏海军董事长，与第1完成人徐慧研究员共同商定项目实施方案，主持并落实解除伴生菌依赖性的发酵新工艺的生产试验和生产应用。

在合作过程中，双方多次通过会议、电话和邮件等沟通方式对项目进展进行交流。

在双方共同努力下，项目技术成果已于2014年在东药集团207分公司实现全面生产应用。

新工艺提高了发酵稳定性和转化率，缩短了发酵周期，产生了显著的经济和环境效益（见附件：

应用证明和经济效益证明）；第3完成人汲涌正高级工程师，与徐慧研究员合作研究中，共同获授权专利1项，发表科技论文1篇；第4完成人陈宏权正高级工程师与徐慧研究员共同合作申请并获授权发明专利2项，同获辽宁省科技进步二等奖1项（2012年），发表SCI论文1篇；第5完成人吕淑霞教授与徐慧研究员合作申请并获授权发明专利1项，同获辽宁省科技进步二等奖1项（2012年）；第6完成人张海宏正高级工程师与徐慧研究员合作，共同研究成果发表科技论文3篇，共同获授权专利1项；第8完成人韩利涛工程师与徐慧研究员共同发表SCI论文2篇；第9完成人胡昊高级工程师与徐慧研究员共同申请并获授权专利2项；徐慧、陈宏权、杨伟超、吕淑霞、韩利涛共同获辽宁省科技进步二等奖1项（2012年）；吕淑霞、杨伟超、陈宏权、张忠泽合作发表SCI论文1篇。

徐慧研究员作为项目第一完成人，对本项目完成人合作关系及上述内容的真实性负责，特此声明。