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L-鸟氨酸和L-瓜氨酸生物制造关键技术

【研究领域】:生物与医药

【成果概述】:L-鸟氨酸在食品、医药和精细化工领域具有广泛的应用。目前国际市场对L-鸟氨酸总需求量约为2000吨,而主要生产厂家只有味之素、田道制药和协和发酵三家企业,产量供不应求。目前医药级L-鸟氨酸市场价格约为35-40万元/吨。 L-瓜氨酸在抗氧化、医用检测、保健食品、化妆品和食品添加剂等方面具有广泛的应用前景,国内外需求巨大。医药级L-瓜氨酸市场价格约为15-20万元/吨。 本成果通过构建新型谷氨酸棒杆菌工程菌,实现了以葡萄糖及其他廉价生物质原料生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的关键技术,该法绿色、环保、可持续,并且与化学法相比,具有经济竞争力,有很好的产业应用前景。

【技术状态】:技术攻关和演示验证

【先进程度】:国内先进

【技术特点】:L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的生产有天然提取法、化学合成法、生物转化法等。天然提取法由于成本高,无法工业化生产。化学合成工艺难于控制,投资大、设备利用率低。生物转化法条件温和,但还是受原料精氨酸生产、已有知识产权专利保护及环保因素等多条件制约。 本成果利用先进代谢工程技术,通过从头理性设计和系统优化谷氨酸棒杆菌,构建了具有自主知识产权的生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸谷氨酸棒杆菌工程菌。生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的谷氨酸棒杆菌工程菌不含任何质粒,遗传稳定。以葡萄糖无机盐培养基生产L-鸟氨酸,目前在7 L发酵罐水平,通过分批补料的方式,通过约72小时左右发酵,L-鸟氨酸产量可达到50 g/L左右。目前,研究团队在已有菌株的基础上,利用合成生物学技术,正在进行新一代细胞工厂的构建与选育,进一步提高菌株的生产能力。

【技术指标】:以葡萄糖无机盐培养基生产L-鸟氨酸,目前在7 L发酵罐水平,通过分批补料的方式,通过约72小时左右发酵,L-鸟氨酸产量可达到50 g/L左右。

【应用概况】:近年来,随着L-鸟氨酸和L-瓜氨酸在医药、食品、化工等领域应用的不断推广,产量和需求量稳定增长,平均年增长率达到10%左右。目前国内年产能明显不足,平均利润水平可以达到50%左右,开发绿色环保的生产技术具有较大的竞争力,也是产业发展方向。因此,L-鸟氨酸和L-瓜氨酸具有较大的市场开发空间,本成果的技术是谷氨酸棒杆菌发酵法生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸,具有环境友好型,技术先进的特点,具有较大的投资收益。

【专利状态】:

【合作方式】:技术开发、技术服务、技术咨询、投资融资

【预期效益】:L-鸟氨酸和L-瓜氨酸具有较大的市场开发空间,本成果的技术是谷氨酸棒杆菌发酵法生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸,具有环境友好型,技术先进的特点,具有较大的投资收益。

【项目负责人】:郝宁

【评价与获奖】:

【联系方式】:吕凤兰,殷绚,025-58139211,lvflnjut@163.com