项目总结报告-终稿(8)

为8.0 g/L 和1.5 g/L 有利于角质酶的生产；而以乳酸为碳源时，最适有机酸和氮源浓度分别为3.0 g/L 和1.0 g/L；(2)改变诱导物角质的浓度，以丁酸、丙酸、乙酸和乳酸为碳源，分别比优化前提高了31.0%、13.3%、43.8%和73.2%；(3)在四种有机酸中，T. fusca WSH03-11 利用乙酸的速率最快，平均比消耗速率是丙酸的1.3 倍，丁酸的2.0 倍及乳酸的2.2 倍；以丁酸为碳源时的酶活(52.4 U/mL)是乳酸的1.7 倍、乙酸的2.5 倍和丙酸的3.2 倍；角质酶对乳酸的得率(12.70 u/mg)分别是丁酸的1.4 倍、丙酸的3.0 倍和乙酸的3.8 倍；(4)以混合酸为碳源生产角质酶，T. fusca WSH03-11 优先利用乙酸，而对丁酸的利用受到抑制。进一步研究发现，混合酸中0.5 g/L 的乙酸将导致丁酸的消耗量降低66.7%。这是首次利用混合酸作碳源发酵生产角质酶的研究报道。这一研究结果进一步确证了利用发酵有机废物厌氧酸化所产有机酸为碳源发酵生产高附加值产品的可行性，为以廉价碳源生产角质酶奠定了良好的基础。

基于纺织酶制剂在退浆、精练和漂白过程中的应用特性、作用机理和动力学模型研究，以最佳处理效果、更强稳定性为目标，进行复合酶和酶复配组分的探讨，在不同规模进行酶的应用研究，并建立多种酶制剂应用于棉织物前处理的效果评价方法。采用酶处理工艺，棉织物酶法前处理质量达到白度>80, 毛效>9cm/ (30min), 强力损失<15%，不低于碱法处理，后整理质量比现有方法提高一个等级；污水总量减少1/3以上，COD值下降1/3-1/2，pH值直接达到排放要求；单位织物处理能耗下降1/3。

4、前两年研究工作对完成项目五年预期目标的作用和贡献

项目前两年研究主要集中在先进测试技术、方法和原理的研究，为后三年的过程的集成和过程优化提供基本原理和方法。

（1）已建立了工业模式微生物细胞群体效应的检测技术与研究体系，构建了基于细胞群体效应信号分子的细胞群体效应调控机制研究模型，为以后的工业模式微生物的生产的目标提供了必要理论依据。

（2）建立了微通道生物反应器平台，完成了液－液两相体系的流型调控，设计了适合于固定化酶的细胞的分子筛、微胶囊和核壳型颗粒。使将先进的测试技术和模拟手段用于直接用于生物化工具体的体系的可能性大大增加。

（3）建立了生物反应器的生物学与工程学研究相结合的理论与方法，即工

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业生物反应过程中细胞生理代谢特性和反应器流场特性相结合的研究方法，成功实现了工业生物过程的优化与放大，可确保今后工业生物过程的的顺利开展。

（4）构建了工业生物过程全局调控优化原理与方法，建立了几种生物/化学集成新工艺，得到了几种多目标联产的新方法，为实现生物基化学品的高效清洁生产，资源利用最大化及环境污染最小化的目标提供了新方法。

（5）建立和优化了工业生物发酵反应与膜分离、反应与柱吸附分离、连续离子交换与膜分离等过程单元与耦合新体系，设计和制备了多种新型分离介质，大大提高了反应转化率和分离效率，为探索耦合规律，剖析分离机理提供了基础。

（6）通过生物过程特性的物质和能量传递规律与优化控制原理和方法相结合，以“原料－转化－分离－废物资源化利用”的一体化为优化主导思想，研究了生物过程优化控制和系统优化方法，从而为实现典型的工业生物过程的目标：高过程效率、高产品价值、低污染排放提供了新的主导思想。

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三、项目组织管理、队伍建设和人才培养的措施和成效 1、项目的组织管理：包括项目的学术交流和数据共享情况等 （1）主办的国际会议

A．国际生物炼制会议（The International Conference of Biorefinery ）

2007年10月在北京成功地举办了国际上第一次由五大洲代表参会的生物炼制国际会议，参会代表480人，其中境外28个国家110名代表参会。五个国际刊物主编：Metabolic Engineering的主编MIT的Gregory Stephanopoulos教授，Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic杂志主编Yasuhisa Asano教授，Journal of Bioactive and Compatible Polymers杂志主编Raphael M. Ottenbrite教授。

国际代谢工程领域的权威Jens Nielsen教授、生物柴油的创始人之一Martin Mittelbach教授等学者作大会特邀报告。国内包括中国化工学会理事长曹湘红院士，中国生物工程学会理事长杨胜利院士，南京工业大学校长欧阳平凯院士、科技部基础司司长张先恩教授、北京市科委副主任郑先春等到会。

国际2个著名的杂志J.Molecular Catalysis B:Enzymatic（Elsevier）和 Applied Biochemistry and Biotechnology( Springer)将分别为本次会议出版专辑。

同时，此次国际生物炼制学术会议受到国内外一些相关企业的重视，已有BASF、Shell、Degussa、UOP、DSM、Pall、NOVO、BELL等跨国著名公司提供赞助或参加会议。

由于这次会议的成功，全球十多个国家商议决定，将这次生物炼制变为国际会议，第二届国际生物炼制会议将在美国举行。而且我们正在商议成立国际生物炼制学会（International Association of Biorefinery）,秘书处将设在中国。

B．国际第五届分离技术大会

第五届国际分离技术会议在2007年10月14日－16日在北京举行，参会代表300余人，其中境外12个国家190多人参会。

C．The 2nd Asian Symposium on Emulsion Polymerization and Functional Polymeric Microspheres

2007年9月12－14，北京香山饭店，参会人员120人。

D．海内外青年学者过程工程前沿与发展学术研讨会

2008年9月26－27日，北京，中国科学院过程工程研究所举办，与会人员

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140多人，主要是针对生物过程工程、工业生物技术、能源过程工程、绿色化学化工召开的海内外青年学者研讨会。

（2）国际学术会议上的大会或特邀报告

A．2007年10月国际生物炼制会议特邀报告（Keynote）， 中国北京，谭天伟

题目：Synthesis of Chemicals by Lipase Catylysis

B．2007年10月亚太生物技术大会特邀报告（Keynote），中国台北，谭天伟

题目：Synthesis of Chemicals by Immobilized lipase

C．2008年4月生物技术大会特邀报告（Keynote），荷兰，谭天伟

题目： Workshop session bio-bassed chemicals, materials and products D．2008年4月国际生物能源会议大会报告（Plenary lecture）,韩国釜山,谭天伟

题目：Strategies for improving bioenergy in china

E．2008年12月国际生物能源会议大会报告（Plenary lecture）,中国广州,谭天伟

题目：New Feedstock Routes for Biodiesel Production

F．2007年10月国际生物炼制会议特邀报告（Keynote）， 中国北京，元英进

题目：Lipidic analysis reveals the mechanism of cellular apoptosis and

secondary metabolite production in Taxus cells

G．2008年2月Third China-USA Workshop on Chemical Engineering Faculty

Research Collaboration（Chair and invited speech），中国天津，元英进 题目：Systems Level Understanding of Yeast Behavior in Industrial

fermentation Process

H．2008年4月International Symposium on Recent advances in Biotechnologies，

（Invited Speech），中国杭州，元英进

题目：Proteomic Perspective on Industrial Fermentation Process for

Bioethanol Production

I．2008年10月Synthetic Biology 4.0，（Invited Speech），中国香港，元英进

题目：Programmed bacteria symbiosis

J．2008年4月AIChE 2008 Spring Meeting，New Orleans，USA，元英进

题目：Analysis of Transcriptional Response and Tolerance to Furfural in

Industrial Yeast

K． 2008年4月The World Congress on Industrial Biotechnology and Bioprocessing，

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Chicago, USA，刘春朝

题目：Ethanol fermentation in a magnetically fluidized bed reactor with

immobilized Saccharomyces cerevisiae in magnetic particles

L．2007年10月国际生物炼制会议特邀报告，中国北京，刘春朝

题目：Enhanced Biogas Production from Herb Extract Solid Waste by

Microwave- assisted Alkali Pretreatment

M．2007年10月国际第五届分离技术大会，中国北京，马光辉

题目：Control of diameter and pore size of microspheres for liquid

chromatography

N．2007年9月the 17th IKETANI International Conference on \

Realization of Materials Saving the Humankind\，Tokyo, Japan，马光辉 题目：Control of Size and Morphology of Chitoan Microgels

O．2008年10月The thirteenth International Biotechnology Symposium and

Exhibition，中国大连，陈坚

题目：Production of food additives by fermentation processes

P．2008年10月The 14th World Congress of Food Science & Technology，中国上

海，陈坚

题目：Recent advances in traditional fermented foods and functional foods in

China

Q．2008年10月The 14th World Congress of Food Science & Technology，中国上

海，堵国成

题目：The fermentation production and application of alkaline pectase in the

textile industry

R．2008年10月The thirteenth International Biotechnology Symposium and

Exhibition，中国大连，堵国成

题目：Transglutaminase activation is catalyzed by multi—proteases in

Streptomyces hygroscopicus

（3）国际合作与学术交流

A．与瑞典Janson教授进行发酵过程分离技术的合作，与美国华盛顿州立大学进行生物质能方面的研究合作，课题四与课题五进行丙酮/丁醇反应分离耦合方面的研究，与清华大学大学于慧敏副教授 “全局代谢调控”的研究 。

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