基本信息
- 項目名稱：
- 利用門多薩假單胞菌NK-01 合成褐藻寡糖
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 利用門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖，并開發(fā)其在醫(yī)藥、食品、飼料、化工和化妝品等行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出大批量有重要價值的下游產(chǎn)品。 確立褐藻寡糖的發(fā)酵工藝流程和下游分離提取工藝流程，完成門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)鑒定和分子量的表征。為以葡萄糖一步法發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖奠定基礎(chǔ)。
- 詳細介紹：
- 當前，生產(chǎn)褐藻寡糖采用的是兩步法即：首先從海藻等植物中提取褐藻多糖中，然后再通過微生物產(chǎn)生的降解酶進行降解生產(chǎn)褐藻寡糖。本作品篩選出的門多薩假單胞菌NK-01（Pseudomonas mendocina NK-01）作為發(fā)酵菌種，以葡萄糖為原料進行褐藻寡糖的生產(chǎn)，生產(chǎn)出的褐藻寡糖分子量較低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、無需進一步降解即具有生理活性。所得到的高產(chǎn)褐藻寡糖一步發(fā)酵生產(chǎn)菌株，具有重要的學術(shù)價值和巨大的應(yīng)用價值。 利用門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖，并開發(fā)其在醫(yī)藥、食品、飼料、化工和化妝品等行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出大批量有重要價值的下游產(chǎn)品。 確立褐藻寡糖的發(fā)酵工藝流程和下游分離提取工藝流程，完成門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)鑒定和分子量的表征。為以葡萄糖一步法發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖奠定基礎(chǔ)。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的和基本思路： 利用門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖，并開發(fā)其在醫(yī)藥、食品、飼料、化工和化妝品等行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出大批量有重要價值的下游產(chǎn)品。 確立褐藻寡糖的發(fā)酵工藝流程和下游分離提取工藝流程，完成門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)鑒定和分子量的表征。為以葡萄糖一步法發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖奠定基礎(chǔ)。 創(chuàng)新點： 當前，生產(chǎn)褐藻寡糖采用的是兩步法即：首先從海藻等植物中提取褐藻多糖中，然后再通過微生物產(chǎn)生的降解酶進行降解生產(chǎn)褐藻寡糖。本作品篩選出的門多薩假單胞菌NK-01（Pseudomonas mendocina NK-01）作為發(fā)酵菌種，以葡萄糖為原料進行褐藻寡糖的生產(chǎn)，生產(chǎn)出的褐藻寡糖分子量較低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、無需進一步降解即具有生理活性。所得到的高產(chǎn)褐藻寡糖一步發(fā)酵生產(chǎn)菌株，具有重要的學術(shù)價值和巨大的應(yīng)用價值，這是本作品的特色和創(chuàng)新點。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標： 褐藻寡糖發(fā)酵工藝的確立和下游產(chǎn)物分離提取工藝的建立是本作品的技術(shù)關(guān)鍵。褐藻寡糖單體的確定和褐藻寡糖分子量表征是本作品的主要技術(shù)指標。
科學性、先進性
- 褐藻寡糖有多種合成方法。化學合成法主要缺點是需要多重基團保護和去保護步驟, 產(chǎn)量低, 因而沒有實際的工業(yè)價值。用酶法制備褐藻寡糖, 是先從海藻中提取褐藻多糖，再分離純化得到褐藻寡糖裂解酶，通過降解反應(yīng)，使高分子量的褐藻多糖降解，進而實現(xiàn)制備褐藻寡糖系列產(chǎn)物。 但是，酶的分離純化比較繁瑣, 且在這一過程中酶也容易失活, 酶法生產(chǎn)的價格也比較昂貴。 此外，從海藻等植物中提取的褐藻多糖中，含有的多酚、內(nèi)毒素、熱原和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)成分使得其生物相容性仍不理想。另外，從海藻中提取的褐藻寡糖組成和結(jié)構(gòu)(G、M片段排列方式) 明顯受產(chǎn)地、季節(jié)及提取工藝技術(shù)的影響,導(dǎo)致性能差異明顯,造成其應(yīng)用性能不穩(wěn)定。 利用微生物生產(chǎn)褐藻多糖擁有從植物中提取多糖所不具備的優(yōu)點:不含有內(nèi)毒素、多酚等雜質(zhì)；生產(chǎn)周期短,不受季節(jié)、地域和病蟲害條件限制, 能實現(xiàn)穩(wěn)定的質(zhì)量控制，因而具有較強的市場競爭力和廣闊的發(fā)展前景。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年12月12日于天津市在天津市微生物學會2009學術(shù)研討會上，相關(guān)論文“利用門多薩假單胞菌NK-01同時合成中長鏈聚羥基脂肪酸酯和褐藻寡糖及其結(jié)構(gòu)鑒定”被評為優(yōu)秀論文。
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；樣品。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點：利用門多薩假單胞菌NK-01從葡萄糖出發(fā)發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖，工藝簡單，安全性、穩(wěn)定性高。 改革開放30多年來，以海藻提取加微生物酶法降解生產(chǎn)技術(shù)為代表的中國褐藻寡糖市場從無到有，從小到大、從總量快速擴張到結(jié)構(gòu)明顯升級，逐步形成了有中國特色的多樣化、多層次的消費市場。褐藻寡糖市場規(guī)模比改革初期擴大了幾十倍乃至幾百倍，其發(fā)展成就令世人矚目。 預(yù)計：投產(chǎn)以后能夠帶來巨大的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 改革開放30多年來，以海藻提取加微生物酶法降解生產(chǎn)技術(shù)為代表的中國褐藻寡糖市場從無到有，從小到大、從總量快速擴張到結(jié)構(gòu)明顯升級，逐步形成了有中國特色的多樣化、多層次的消費市場。褐藻寡糖市場規(guī)模比改革初期擴大了幾十倍乃至幾百倍，其發(fā)展成就令世人矚目。 褐藻寡糖是褐藻多糖的寡聚物, 是聚合度較小的褐藻多糖。又稱為褐藻膠寡糖，英文名稱為Alginate oligosacharides。來自細菌的褐藻多糖和來自海藻的褐藻多糖具有相同的基本結(jié)構(gòu), 差別僅在于細菌褐藻多糖中C2 和/或C3 羥基常常不同程度地被乙?；? 乙?；潭纫蚓昙吧L條件的不同而有明顯的差異。褐藻多糖及其寡聚物已廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工等多個領(lǐng)域, 具有廣闊的開發(fā)前景, 如富含甘露糖醛酸的褐藻多糖和寡糖具有抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等作用[2, 3] 。據(jù)報道，褐藻寡糖具有顯著的抗癌、抗凝、降脂、免疫調(diào)節(jié)和抗衰老作用, 既可作為保健食品, 也可作為治療藥物或殺菌劑或防腐劑。 褐藻寡糖的應(yīng)用領(lǐng)域概括起來主要有：① 功能食品和醫(yī)藥原料；② 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用； ③ 養(yǎng)殖業(yè)飼料添加劑； ④ 褐藻寡糖作為殺菌劑和防腐劑的應(yīng)用潛力； ⑤ 作為天然抗氧化劑，清除自由基，抗衰老。 由于褐藻寡糖具有很多的生物活性, 現(xiàn)已引起國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注，已成為生物技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點, 盡管褐藻寡糖有著廣闊的應(yīng)用前景, 但是迄今為止, 因其生產(chǎn)成本較高, 還未實現(xiàn)穩(wěn)定供應(yīng)。因此，利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)褐藻寡糖，并開發(fā)其在醫(yī)藥、食品、飼料、化工和化妝品等行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出大批量有重要價值的下游產(chǎn)品, 應(yīng)該成為學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同奮斗的方向與目標。相信, 不久的將來褐藻寡糖將以其獨特的功能在人們未來的生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用。 褐藻寡糖有多種合成方法。化學合成法主要缺點是需要多重基團保護和去保護步驟, 產(chǎn)量低, 因而沒有實際的工業(yè)價值。用酶法制備褐藻寡糖, 是先從海藻中提取褐藻多糖，再分離純化得到褐藻寡糖裂解酶，通過降解反應(yīng)，使高分子量的褐藻多糖降解，進而實現(xiàn)制備褐藻寡糖系列產(chǎn)物。 但酶的分離純化比較繁瑣, 且在這一過程中酶也容易失活, 酶法生產(chǎn)的價格也比較昂貴。
