中國生物工程學會會刊 ? ? 創刊于2005年

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2018年

糖生物工程與大健康產業

中國科學院過程工程研究所生化工程國家重點實驗室

摘要:大健康產業已成為帶動整體國民經濟發展的巨大動力。十九大提出實施健康中國戰略,指出人民健康是民族昌盛和國家富強的重要標志,健康中國已正式寫入國家十三五規劃。糖科學與糖生物工程是大健康產業的重要支柱之一。 糖生物工程是研究糖類物質的結構、功能、制備技術及其應用的一門學科。近三十年來,糖鏈功能研究技術手段不斷發展,大量糖鏈結構及其生物學功能被揭示。糖鏈與生物體生長、發育及疾病過程的密切關系被逐步發現,以此為基礎的糖生物工程技術與應用研究蓬勃發展,已成為繼基因工程、蛋白質工程之后,最為引人注目的新生物技術領域。糖生物工程研究與產業化已取得了豐碩的成果,并由此引發基于糖生物工程產業的國際性競爭,以創新的原創糖藥物、糖鏈植物疫苗及功能糖食品為代表的高附加值糖生物工程技術產品

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功能糖在生命健康領域的研究進展及 產業發展現狀

劉洪濤1,原旭冰1, 2,王倬1,杜昱光1

1. 中國科學院過程工程研究所,生化工程國家重點實驗室,北京 100190 2. 中國科學院大學,北京 100049

摘要:研究表明,功能糖對營養代謝疾病的預防和治療、家禽生長性能及植物的抗逆和抗旱等均具有良好的生物 學活性,并在上述領域得到了廣泛應用。近年來,隨著糖鏈制備技術的日漸完善,針對生命健康的系列功能糖產 品不斷被推出,功能糖開發在生命健康領域具有廣闊的市場前景和發展潛力。主要介紹了國內外功能糖研究技術 及產業化發展狀況,重點論述了功能糖在健康領域的主要產品、研發動向及科技創新情況。

功能性低聚糖及其生產應用

肖敏

山東大學微生物技術國家重點實驗室,國家糖工程技術研究中心,山東省糖化學生物學省級重點實驗室,青島 266237

摘要:功能性食品是當今食品和營養科學中最受關注和推廣的領域之一,功能性低聚糖(又稱非消化性低聚糖)是 功能性食品的重要組成部分。聚焦于功能性低聚糖,首先對與其相關的益生菌、益生元、合生元的基本概念進行說明, 然后對功能性低聚糖的概念及種類、理化性質及生理功能、重要商品化種類的生產方式進行總結和評述,最后對功 能性低聚糖領域的發展進行了展望。

功能性寡糖在動物健康養殖中的應用研究 進展及現狀

喬宇,田丹丹,徐小輕,石波

中國農業科學院飼料研究所,北京 100081

摘要:功能性寡糖屬于糖生物工程產品,具有良好的促生長、改善動物健康的功效。功能性寡糖作為抗生素的替代 物具有良好的應用前景。綜述了功能性寡糖對畜禽的生理作用及其在畜禽養殖中的應用情況,以及功能性寡糖應用 過程中存在的主要問題。

海洋糖類創新藥物研究進展

蔡超1, 2, 3, 于廣利1, 2, 3

1. 中國海洋大學醫藥學院,海洋藥物教育部重點實驗室,青島 266003 2. 中國海洋大學醫藥學院,山東省糖科學與糖工程重點實驗室,青島 266003 3. 青島海洋科學與技術試點國家實驗室,海洋藥物與生物制品功能實驗室,青島 266237

摘要:海洋生物資源作為一種可持續利用的再生性資源,為我們提供了豐富的海洋特征化合物,特別是糖類化合物 已經成為尋找和發現海洋創新藥物的重要源泉。海洋糖類化合物依據其來源可分為:海洋植物來源、動物來源及微 生物來源糖類分子,而不同來源的糖類化合物由于其結構存在較大差異,可被用于不同功能的糖類藥物研發。綜述 了海洋來源糖類化合物的結構與活性特征、修飾與衍生方法以及相關糖類藥物研發的最新進展。盡管我國有豐富的 海洋生物資源,且在海洋糖藥物研發方面走在世界前列,然而目前糖類藥物開發仍面臨巨大挑戰,亟需有效解決糖 類先導化合物的作用靶點、作用機制、藥代動力學性質以及安全性評價等方面問題,進而建立完善的糖類藥物研發 技術平臺,加快推進我國具有自主知識產權的海洋糖類創新藥物的研究與開發

基于專利分析的酶法制糖技術發展研究

王恒哲,王躍,范月蕾,毛開云

中國科學院上海生命科學信息中心,上海 200031

摘要::糖工程是研究糖綴合物糖鏈的結構、功能和代謝調控及其應用的一門包括生命科學與化學的交叉前沿學科。 糖工程技術已經廣泛地應用于醫藥、農業、食品、化工、能源、環保等領域。對全球酶法制糖公開專利進行檢索, 從專利公開趨勢、區域分布、研發機構分布等內容進行了分析。基于專利分析,對我國酶法制糖產業技術的發展 提出參考建議。

生物法合成稀有己酮糖的研究進展

陳洲,李子杰,李愛民,高曉冬

江南大學生物工程學院,糖化學與生物技術教育部重點實驗室,無錫 214122

摘要:稀有糖是一類在自然界中存在但含量很低、同時具有重要生理功能的一類單糖及其衍生物,在膳食、保健、 醫藥等領域中發揮著重要的作用。此外稀有糖還可以作為多種天然產物和藥物的合成前體。然而稀有糖的合成成本 較高,大大制約了其廣泛應用。當前利用微生物和酶轉化法合成稀有糖成為一種強有利的工具。綜述了生物法合成 稀有己酮糖(包括D - 塔格糖、D- 山梨糖、D- 阿洛酮糖、L- 塔格糖、L- 果糖、L- 山梨糖和1- 脫氧-L- 果糖等)的 研究進展,探討了稀有己酮糖合成策略的研究趨勢。

糖鏈植物疫苗與大健康產業

王文霞,孫雪,尹恒

大連市糖類農用制劑工程研究中心,遼寧省碳水化合物研究重點實驗室,中國科學院大連化學物理研究所,大連 116023

摘要:綠色農業是健康產業發展的基石,糖鏈植物疫苗來源于天然產物,具有誘導植物抗性、提高產量、改善品質 等多種活性,其在農業生產中的應用是發展綠色農業的有效途徑。就糖鏈植物疫苗近幾年基礎研究、實際應用進展 及產業發展進行綜述。

糖鞘脂的生物學功能及相關藥物開發研究

關鋒

西北大學生命科學學院,糖生物學和糖藥物化學國際聯合實驗室,西安 710069

摘要:糖鞘脂是一類在細胞膜上成簇排列的兩性分子,參與了細胞的黏附、生長、增殖、凋亡等。細胞發生癌變 時,表面的某些糖鞘脂表達異常,通過檢測特異性糖鞘脂的表達可以對某些癌癥做出診斷。神經性疾病和遺傳性 疾病的產生或許與糖鞘脂的變化有著不可忽視的關系,某些糖脂已被公認為是干細胞的典型生物標志物。開發相 應的糖鞘脂藥物或抗體類藥物,對于實現疾病的早期診斷和治療等都具有重要意義。文章從糖鞘脂的結構與功能、 糖鞘脂與神經性和遺傳性疾病、糖鞘脂與干細胞、糖鞘脂與腫瘤以及鞘脂類藥物開發等方面對近年來的研究進展 作詳細的總結。

質譜技術表征糖藥物結構的前沿進展

崔雪瑩,遲連利

山東大學國家糖工程技術研究中心,青島 266000

摘要:目前,小分子藥物研究已經進入平臺期,而大分子生物藥物迅速發展起來。糖藥物作為生物藥中尤為重要 的一類,被廣泛應用于腫瘤、心腦血管疾病等的預防和治療。然而無論骨架糖鏈還是修飾性糖鏈,都具有結構復 雜且微不均一性的特點,這對現代分析技術提出了較高的要求。隨著軟電離技術、多級質譜技術的發展以及分辨 率和靈敏度的提高,質譜技術已被廣泛應用于糖類藥物的分析和表征。對糖藥物、質譜技術進行了簡要的介紹, 并以多糖藥物和糖綴合物類藥物為例闡述了質譜在糖藥物結構表征方面的技術進展,此外還就質譜在糖藥物新藥 及仿制藥物研發和注冊方面的應用進行了討論。

纖維素乙醇工業化的必由之路——組合生物精煉

曲音波,趙建,劉國棟

山東大學微生物技術國家重點實驗室,青島 266237

摘要::雖然歷經無數科技人員數十年的艱苦研發,秸稈類木質纖維素資源轉化燃料乙醇的生產技術至今未能真正實 現大規模的工業化。究其原因,除在一些關鍵核心技術方面仍需要取得突破外,還需要實現跨學科、跨領域的集成創新, 通過集成構建原料收儲運系統、綠色預處理無害化分離原料組分、就地高效生產專用高性能酶系、高值化利用生物 質各組分、整合一代二代乙醇工藝和設施等,開發出無縫連接的組合型生物質精煉成套工藝、成熟裝備和整體工業 化方案,加上國家對新興綠色循環經濟產業的穩定扶植,才能使纖維素乙醇工業真正具有經濟上的競爭力,并逐步 發展成產品多樣的可再生生物質資源集成精煉的大型產業。

纖維素乙醇生命周期能量效益評價

繆晡

中國石油化工集團上海工程有限公司,上海 200120

摘要::利用生命周期評價方法,按照原料生產、原料運輸、纖維素乙醇生產、纖維素乙醇運輸、纖維素乙醇燃燒(使 用)5 個單元過程,對纖維素乙醇成套技術進行能量效益評價。結果表明凈能量盈余為0.2488t 標煤/t 纖維素乙醇。 因此,從能量效益的角度分析,該纖維素乙醇生產裝置具有可行性。

木質纖維素預處理液膜分離脫毒技術研究進展

齊本坤,萬印華

中國科學院過程工程研究所,生化工程國家重點實驗室,北京 100190

摘要:木質纖維素預處理會產生各種抑制物,嚴重影響后續的酶水解和微生物發酵。因此,對木質纖維素預處理液 進行脫毒處理成為木質纖維素高效經濟生物轉化的前提條件之一。重點介紹了膜分離技術應用于木質纖維素預處理 液的脫毒過程所取得的研究進展。這些膜分離技術包括膜萃取、膜吸附、納濾、反滲透、電滲析、電去離子、膜電 容脫鹽、滲透汽化和膜蒸餾等。膜分離技術在木質纖維素預處理液脫毒領域具有十分廣闊的應用前景。

耐高溫釀酒酵母的選育及其在乙醇發酵生產 中的應用

齊顯尼,甘雨滿,王欽宏

中國科學院天津工業生物技術研究所,中國科學院系統微生物工程重點實驗室,天津 300308

摘要:釀酒酵母是乙醇發酵工業的生產菌株,增強菌株的耐溫性可以減少乙醇生產中降溫帶來的成本等問題,保證工 業發酵能在高溫下正常進行。介紹了耐高溫釀酒酵母的常用的和新興的育種技術方法及主要進展,以及在以玉米、甘蔗、 木薯及纖維素為原料的乙醇高溫發酵生產中的應用,并討論了耐高溫釀酒酵母的選育工作的挑戰和乙醇工業應用前景。

藍藻光驅固碳合成乙醇技術的發展回顧 和未來展望

欒國棟,呂雪峰

中國科學院青島生物能源與過程研究所,中國科學院生物燃料重點實驗室,青島 266101

摘要:面對全球性的能源危機和環境污染,發展生物燃料是實現社會經濟可持續發展的必然選擇。生物乙醇是最具 代表性和應用潛力的生物燃料產品之一,而以藍藻為平臺,利用太陽能和二氧化碳進行乙醇的直接合成可以同時達 到固碳減排和生產可再生能源的效果。從技術角度,回顧了藍藻光驅固碳合成乙醇技術的發展歷程,從途徑、底盤、 改造策略等角度對其現階段進展和遇到的問題進行了總結,進而對該技術的未來發展方向進行了展望。

木質纖維素乙醇關鍵技術研究進展

曹蓮瑩1,李凱1,李凡2,佟毅2,白鳳武1,劉晨光1

1. 上海交通大學生命科學技術學院,微生物代謝國家重點實驗室,上海 200240 2. 吉林中糧生化有限公司(玉米深加工國家工程研究中心),長春 130000

摘要:人類社會對能源供給和環境保護的需求推動了燃料乙醇產業的快速發展。以木質纖維素為原料的第二代燃料 乙醇已成為生物能源研究的主流。但是由于技術和經濟性的限制,纖維素乙醇未能實現大規模商業化應用。與淀粉 原料相比較,木質纖維素原料的預處理、酶解、發酵等重要環節尚有眾多瓶頸問題亟待解決,需要持續的技術革新 來降低纖維素乙醇生產成本。回顧了近年來纖維素乙醇生產工藝中關鍵技術的進展,以期為領域內研究者提供參考。

適于二代燃料乙醇生產釀酒酵母的精準構制

趙建志1,2,李洪興1,2,王心凝1,沈煜2,侯進2,鮑曉明1,2

1. 齊魯工業大學生物工程學院,生物基材料與綠色造紙國家重點實驗室,山東省微生物工程重點實驗室,濟南 250353 2. 山東大學微生物技術研究院,微生物技術國家重點實驗室,濟南 250100

摘要:以木質纖維素為原料的二代燃料乙醇工業生產對發酵微生物的基本要求,一是可對木質纖維素組分中的全糖 發酵,二是對預處理過程產生的毒性物質具有高耐受性。釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是具有優良生產性能 的傳統乙醇發酵生產菌株,是適合包括二代燃料乙醇等生物基化合物轉化的理想底盤細胞。近30 年來,利用理性代 謝工程改造、非理性適應性進化以及新興起的合成生物學等策略,對釀酒酵母進行精準構制,極大地提高了其二代 燃料乙醇生產的產業化性能。綜述了適于二代燃料乙醇生產釀酒酵母精準構制過程中的己糖和戊糖代謝途徑工程、 輔酶工程、糖轉運蛋白、抗性元件發掘以及產業化推進等方面的研究進展。

基于專利分析的燃料乙醇技術發展研究

趙曉勤1,毛開云2,陳大明2,江洪波2

1. 上海圖書館(上海科學技術情報研究所),上海 200031 2. 中國科學院上海生命科學信息中心,上海 200031

摘要:燃料乙醇產業的發展對于環境保護、國家能源安全和農村增產增收等都有重要的促進作用。對全球燃料乙 醇公開專利進行檢索,從專利公開趨勢、區域分布、研發機構分布和技術類別分布等內容進行了分析。基于專利 分析,對我國燃料乙醇產業技術的發展提出參考建議。

分子篩膜在生物燃料乙醇生產中的應用

李貝貝1,林鑫2,林海龍2,李偉1,李硯碩1

1. 寧波大學材料科學與化學工程學院,寧波 315000 2. 國投生物科技投資有限公司,北京 100034

摘要:近年來,全球都在尋求建立新的低碳、高效、環保的能源供應體系,生物質燃料得到了普遍重視。其中,生 物乙醇得到了多國政府的大力推廣。2017 年,國家發展改革委、國家能源局、財政部等十五部門聯合印發了《關于 擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》。在今后的若干年內,生物燃料乙醇將得到迅猛發展。 分子篩膜作為一種高效節能的新型分離技術有望在生物乙醇的生產中發揮重要作用。首先對疏水型和親水型分子篩 膜材料在乙醇富集和乙醇脫水中的研究現狀進行綜述,然后對發酵法制備生物乙醇過程中分子篩膜的可行性工藝、 經濟性評估以及工業應用現狀進行分析和論述,最后做了總結和展望。

我國秸稈分布情況及轉化生產燃料乙醇的 研究進展

余建明,施凱強,王盛煒,許召賢,翟睿,聞志強,金明杰

南京理工大學環境與生物工程學院,南京 210094

摘要:生物燃料乙醇具有較高的辛烷值和良好的抗爆性,是一種優良的可再生能源,以生物燃料乙醇為代表的生物 能源是我國戰略性新興產業。2017 年我國印發了《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》, 方案明確指出力爭于2025 年實現纖維素乙醇的規模化生產。基于我國國情,對我國農業秸稈分布情況進行分析, 并對部分國內研究團隊在農作物秸稈轉化生產燃料乙醇的研究工作進行了綜述。

創新藥物研發的前沿動向與中國創新藥物的 發展近況

陳凱先

中國科學院上海藥物研究所,201203 上海

摘要:生命科學研究技術和手段是醫學發展的重要基礎。近年來,基因編輯、腫瘤免疫治療、嵌合抗原受體T 細胞 免疫療法、液體活檢、大數據平臺、再生醫學、合成生物學、人工智能、3D 打

精準醫療與腫瘤免疫治療伴隨診斷

譚曙光1,高福1,2

1. 中國科學院微生物研究所病原微生物與免疫學重點實驗室,100101 北京 2. 中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所,102206 北京

摘要:以免疫檢查點阻斷療法為代表的腫瘤免疫治療在腫瘤臨床治療中取得了突破性進展,然而腫瘤免疫治療伴 隨診斷仍存在諸多困難。在當前精準醫療大發展的背景下,創新性的技術和方法

精準醫療及伴隨診斷在肺癌中的臨床應用

吳一龍

廣東省人民醫院腫瘤中心,廣東省醫學科學院,廣東省肺癌研究所,廣州 510080

摘要:肺癌是我國發病率和死亡率最高的腫瘤,屬于基因型疾病,患者在分子遺傳上具有很強異質性,臨床表現 復雜多樣,相同病理類型的肺癌患者對同一種抗癌藥物的治療反應差異較大,因

BRCA 基因突變型乳腺癌研究進展

蔣析文,劉悅,朱小亞,吳燕婷

中山大學達安基因股份有限公司研發中心,廣州 510665

摘要:乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤,BRCA 基因是乳腺癌最常見的易感基因,與遺傳性乳腺癌的發生密切相關, BRCA 基因在維護染色體完整性方面具有重要作用。從功能上看,BRCA 基因是腫瘤

對精準醫療的系統生物學思考

姚樹坤

中日友好醫院,北京 100029

摘要:精準醫療是指針對每個病人的遺傳特征量體裁衣式地制定醫學治療方案,這是以全基因組測序為基礎的, 通過分層將個體歸入疾病的不同亞組,而后有的放矢地采取預防性或治療性干預

腫瘤自身抗體標志物的研究進展

李陽,郭書娟,陶生策

上海交通大學系統生物醫學研究院,系統生物醫學教育部重點實驗室,上海 200240

摘要:腫瘤發生時,機體免疫系統針對腫瘤相關性抗原(tumor associated antigens,TAAs)產生免疫反應和自 身抗體。大量研究表明,自身抗體在腫瘤發生早期可在血液中被檢測到,因此在腫瘤早期

外泌體在精準醫療中的應用潛力

張亞飛,王瑜,魏良君,廖湘勇,王叢

凱杰(蘇州)轉化醫學研究有限公司,蘇州 215123

摘要:外泌體是一種由細胞分泌的具有雙層脂質膜結構的納米級小囊泡,攜帶核酸和蛋白質等多種具有生物活性 的內容物,不僅能夠介導細胞間信號轉導和信息交流,還參與了人體內各種疾病

翻譯后修飾蛋白質組學助力實現精準醫療

劉明,顧宏博,李振亞,董增軍

Cell Signaling Technology 中國公司,上海 200120

摘要:與基因組學相比,蛋白質組學能夠即時反映病人在疾病狀態與正常狀態下的蛋白表達和修飾譜,從而進行 精準診斷和治療,因此在臨床領域越來越具有應用前景。蛋白質組學早期聚焦于

單細胞測序技術及其在傳染病研究領域中的應用

馬素芳1,嚴景華1,2

1. 中國科學院微生物研究所,中國科學院微生物生理與代謝工程重點實驗室,北京 100101 2. 中國科學院微生物研究所,中國科學院病原微生物與免疫學重點實驗室,北京 100101

摘要:單細胞測序技術是在單個細胞水平上對基因組或者轉錄組進行測序,從而分析相同表型細胞的遺傳異質性, 或獲得難以培養微生物的遺傳信息。單細胞測序技術的應用已經深刻地改變了

泡盛曲霉CAU33 固體發酵產β-1,3-1,4-葡聚糖酶發酵條件優化

劉二偉,劉學強,楊紹青,江正強

中國農業大學食品科學與營養工程學院,北京 100083

摘要:利用單因素實驗法優化了泡盛曲霉(Aspergillus awamori)CAU33 利用農業廢棄物固體發酵產β-1,3-1,4-葡聚糖酶的發酵條件。產酶的條件包括碳源種類、初始水分含量、氮源種類、初始pH、表面活性劑、培養溫度和發酵時間。進一步運用響應面分析法優化了其中主要因素,得到最佳產酶條件為:啤酒糟為碳源、含水量為81.6%、吐溫60 添加量20g/L、大豆蛋白胨添加量25g/L、自然pH、35℃下培養6d。在優化后的發酵條件下,最大產酶水平達到40 832.9U/g。泡盛曲霉固體發酵產β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活力高,工業化生產和應用潛力大。

固態發酵多孔介質的質熱傳遞過程研究

劉陽,陳洪章,王嵐

中國科學院過程工程研究所生物質煉制工程北京市重點實驗室,中國科學院大學,北京 100190

摘要:固相基質是微生物固態發酵的營養源并提供微生物生長所需空間。然而,固相基質導熱效率低、復雜物理結構構成了體系內部質熱傳遞的重要屏障。基于多孔特征的質熱傳遞模型并采用數值模擬方法,剖析多孔介質內部質熱傳遞過程以及氣相雙動態內循環在強化生物質多孔體系內部質熱傳遞過程的重要性。

固態發酵過程中的混合研究

關向文,仉磊,李十中

清華大學核能與新能源技術研究院,北京 100084

摘要:以甜高粱莖稈粉碎料為模式物,研究其在固態發酵生產乙醇的過程中黏性濕顆粒體系在轉鼓式反應器中的混合問題。初步測定了甜高粱莖稈粉碎料的物料特性;在無揚料板時,通過實驗驗證了截面上顆粒軌道模型公式的準確性;在有揚料板時,研究了其數量及板長對混合的影響,并結合DEM 模擬研究了揚料板較長時, 對物料在回轉筒截面混合特性的影響。以上研究對于改善連續固態發酵生產乙醇技術及反應器的設計與優化具有重要的現實意義。

影響固態發酵裝料系數的因素及其強化措施

王嵐,孫樂樂,陳洪章

中國科學院過程工程研究所生物質煉制工程北京市重點實驗室,中國科學院大學,北京 100190

摘要:固態發酵是一項清潔、節能的生物發酵技術,隨著能源問題的突出,固態發酵技術愈發顯出其在生物技術領域重要的地位。然而固態發酵反應器的裝料系數過低已經成為固態發酵過程工業發展的限制性瓶頸。從傳遞的角度對固態發酵過程中的溫度梯度等問題進行剖析,提出了以糧倉效應為原理的新型工藝手段,為固態發酵的規模放大提供指導。

固態發酵培養基對微生物生長影響及其配置原則

王嵐,劉陽,陳洪章

中國科學院過程工程研究所生物質煉制工程北京市重點實驗室,中國科學院大學,北京 100190

摘要:固態培養基是保證固態發酵體系中微生物生長代謝的基礎物質。然而,固態培養基多以天然生物質材料為主體,復雜的固相基質結構構成了固態發酵體系中底物降解、質熱傳遞等過程的重要障礙。在分析固相基質的多孔特性及其在固態發酵中的重要性的基礎上,提出固態發酵培養基配置的新要求,以期進一步改善固態發酵效果。

固體發酵物料可溶性糖和乙醇檢測方法研究進展

范桂芳,李佩佩,齊立松,仉磊,李十中

清華大學核能與新能源技術研究院,北京市生物燃料工程技術研究中心,北京 100084

摘要:發酵料中可溶性糖與乙醇含量是判斷發酵進程的重要指標,開發糖和乙醇快速檢測方法對發酵過程優化與控制非常重要。對于固體物料的檢測,通常需要在檢測前將固體物料中的糖和乙醇轉移到液相。綜述了固體物料中可溶性糖和乙醇的提取和定量檢測方法,以及用于酒精固體發酵過程監控的近紅外光譜定性與定量模型建立情況。最后,對固體物料可溶性糖和乙醇含量的檢測技術與固體發酵過程監控技術提出建議。

混菌同步糖化固態發酵丁醇的研究

趙啟紅,陳洪章,王嵐

中國科學院過程工程研究所生物質煉制工程北京市重點實驗室,中國科學院大學,北京 100190

摘要:生物丁醇是一種極具發展潛力的清潔可再生能源燃料。目前工業丁醇生產仍存在能耗高、產量低以及污染嚴重等問題。固態發酵體系中由于固體物含量較高容易造成傳質傳熱困難、酶解效率低等難題,難以實現丁醇混菌固態發酵。針對以上問題,從混合培養的優勢以及固態發酵過程強化角度思考,以期為高效利用木質纖維素原料制備燃料丁醇提供新思路。

生物能源固態發酵應用的研究進展

王嵐,趙啟紅,陳洪章

中國科學院過程工程研究所生物質煉制工程北京市重點實驗室,中國科學院大學,北京 100190

摘要:生物能源是改善我國能源結構、實現經濟可持續發展的重要途徑,其產業化技術的突破將加快以生物質能源替代化石能源的步伐。高能耗、水耗以及大量有機廢水等問題嚴重限制了傳統液體發酵的發展前景。近年來對固態發酵原理和應用的研究使得清潔、節能的固態發酵已然成為發酵工業的關注熱點。從固態發酵的原理和應用現狀方面著重介紹其在生物能源領域中應用的研究進展。

固態發酵技術在農業中的應用研究進展

劉維維,劉珂欣,金曉,劉麗英,孫中濤

山東農業大學生命科學學院,泰安 271018

摘要:固態發酵技術在農業生產中應用廣泛,已涵蓋土壤肥料、植物保護、農業廢棄物處理、生物飼料、食用菌生產等多個領域。從菌種、原料、工藝、產品的特性與應用方面對固態發酵技術在生物肥料、有機肥料、腐植酸肥料、餅粕脫毒、生物飼料、生物農藥與食用菌等農業生產領域的應用現狀與研究進展進行綜述。

固態發酵在中藥炮制中的研究進展

遲曉麗,許超,張瀟,孫中濤,劉麗英

山東農業大學生命科學學院,泰安 271018

摘要:固態發酵技術是中藥炮制的重要方法。現代固態發酵技術是在繼承傳統發酵技術的基礎上,結合發酵工程等現代生物技術而發展起來的。對傳統中藥發酵技術概況、現代中藥固態發酵技術的研究進展及固態發酵在中藥炮制中的作用進行了綜述,并對中藥發酵炮制的現代化發展進行了展望。

固態發酵酶制劑的研究進展

高強,高海飛

天津科技大學生物工程學院,工業發酵微生物教育部重點實驗室,省部共建食品營養與安全國家重點實驗室,天 津市微生物代謝與發酵過程控制技術工程中心,天津 300457

摘要:近年來,隨著國內外酶制劑市場的快速發展,主流的酶制劑液態發酵方式所存在的弊端日益凸顯,越來越多的人嘗試采用固態酶制劑發酵方式代替主流的液態發酵,但是由于固態發酵自身的缺陷,并沒有得到廣泛應用。而隨著氣相雙動態固態發酵(gas double dynamic solid state fermentation,GDSSF)技術的提出,因其新穎的設計理念和獨特的發酵方式,發酵規模大、自動化程度高等特點,引起了國內外學者的廣泛關注。就當下酶制劑發酵現狀及研究進展做出論述,并對未來酶制劑發展趨勢做出預測。

固態發酵在食品加工中的應用研究進展

隋文杰1,2,3,劉銳1,2,3,吳濤1,2,3,張民1,2,3

1. 天津科技大學新農村發展研究院,天津 300457 2. 天津科技大學省部共建食品營養與安全國家重點實驗室,天津 300457 3. 天津科技大學食品工程與生物技術學院,天津 300457

摘要:固態發酵起源于傳統食品生產領域,具有節水、節能、高得率、清潔等優勢。現代固態發酵技術在保留傳統的基礎上突破創新,逐漸拓展應用于現代食品工業多個領域。介紹了食品固態發酵過程的特點、影響因素和規模化裝備,綜述了固態發酵在食品工業中傳統食品、酶制劑、有機酸、食用菌、香料和其他天然活性產物等領域的應用及研究進展,并對固態發酵技術在食品工業中的應用前景進行了展望,為實現食品工業固態發酵規模化綠色制造奠定基礎。

生物過程大數據分析與智能化

張嗣良1,潘杭琳2,黃明志1,謝梅野2

1. 華東理工大學,上海 200237 2. 亦亦生物技術(上海)有限公司,上海 201906

摘要:討論了工業生物過程大數據分析的重要意義,提出了基于大數據多尺度相關分析基礎上實現生物反應器由 自動化到智能化的發展。同時,分析了生物過程人工智能處理的應用問題,以克

基于系統生物學的生物過程全局優化

孫靖淳,儲炬

華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室,上海 200237

摘要:隨著檢測手段的豐富和測序手段的日漸發達,生物過程表現出數據量大、種類多、時變性和相關耦合性的 特征,反映了過程中基因、細胞、反應器不同尺度特性的混雜性。提出了基于系

生物過程代謝組學與代謝流測定

黃明志,魯洪中,林佳

華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室,上海 200237

摘要:整合的代謝組學和13C 代謝流數據能充分反映細胞的代謝狀態,對代謝組學和代謝流的測定技術已成為工 業生物過程研究的重要手段,并能為工業生物過程優化和高產菌株理性設計提供重

生物過程酶反應及產品技術研究

楊正飛,吳堅平,楊立榮

浙江大學化學工程與生物工程學院,杭州 310027

摘要:生物過程酶反應技術具有催化效率高、環境友好等優點,發展勢頭迅猛,得到了越來越廣泛的應用。綜述 了近年來單酶催化、多酶催化、化學酶法耦合催化,以及酶的混沌催化等方面的

生物技術產品綠色分離純化技術進展

趙黎明1,周衛強1,2

1. 華東理工大學生物工程學院,發酵工業分離提取技術研發中心,生物反應器工程國家重點實驗室,上海 200237 2. 中國科學院微生物研究所,北京 100101

摘要:介紹了膜分離技術、模擬移動床色譜技術和超臨界萃取技術的基本原理與具體生物技術產品應用實例,簡述了其在分離純化過程中的現存問題,并進行了前景展望。

基于多尺度參數相關分析的細胞培養過程 優化與放大

莊英萍,田錫煒,張嗣良

華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室,上海 200237

摘要:細胞大規模培養過程是活體細胞代謝的過程,因此存在著基因、細胞、反應器多尺度相關關系。通過對生 物反應過程中生理代謝特性參數檢測,并分析參數的理化相關和生物相關,可以

生物反應器流場特性研究及其在生物過程優化與放大中的應用研究

夏建業1,2,謝明輝1,2,儲炬1,2,莊英萍1,2,張嗣良1,2

1. 生物反應器工程國家重點實驗室,華東理工大學生物工程學院,上海 200237 2. 國家生化工程技術研究中心(上海),上海 200237

摘要:生物反應器是實現生物過程的核心設備,其內進行的生物反應過程受不同反應器內流場結構的影響會產生差異顯著的結果,這也是導致生物過程放大困難的關鍵問題之一。為研究這一問

動物細胞培養過程PAT 和在線生物檢測技術

易小萍

華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室,上海 200237

摘要:利用動物細胞反應器大規模培養生產疫苗和抗體是現代生物醫藥產業的重要組成部分,這些產品在疾病 管控、治療重大疾病當中的作用是不可替代的。在過去的幾十年中,動物細胞大規

微生物發酵過程生理參數檢測傳感器技術 與過程優化

王澤建1,2,王萍2,張琴1,儲炬1,張嗣良1,莊英萍1,2

1. 生物反應器工程國家重點實驗室,華東理工大學,上海 200237 2. 上海生物制造產業技術研究院,上海 200234

摘要:工業生物發酵過程是一個復雜的代謝表達調控系統。闡述了開發和利用先進的發酵過程傳感儀表技術,進行 環境參數和細胞生理代謝特性參數的實時精確測定,是系統了解和分析工業微

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