科技成果

本成果在国家自然科学基金、重庆市自然基金、重庆市教委、重庆大学前沿交叉领域重点项目等多个国家、省部级重大课题和校级项目支持下，历时10多年，在我国新材料生物合成及修饰过程的关键技术研究及应用领域取得了创新性成果，推动了我国新材料的生物合成进步与发展，丰富了生物技术合成新材料产品的资源库，既具有较强的科学研究意义，又具有重要的工业应用价值。

1. 本项目取得的主要创新成果

（1）生物催化技术：酶催化和细胞催化合成方法及修饰技术研究。针对生物催化与转化率低的共性问题，开发了固定化酶和细胞生物催化和修饰技术，在固定化酶和细胞生物催化方面进行了原创性集成及创新。针对能耗高、反应温度极端、分离纯化所需工艺多、产生废液较多等问题，开创了新型的固定化酶技术。并将研制的固定化酶技术应用于非水介质蛋白酶逆转催化十一碳烯-水解蛋白衍生物，固定化酶与游离酶具有相同水解特性，可重复多次使用，工艺简单实用、设备通用、固定化酶稳定性好、利用率高、可连续生产等特点。

（2）合成生物学技术：高值化的生物基功能材料和单体合成技术研究。针对传统高分子材料自然降解困难、易造成环境污染、生物安全性差等缺陷，提出了运用合成生物学技术制备高性能生物基功能材料及单体方法，开发了将低品位的生物质葡萄糖等转化为高值化的生物基功能材料及单体（丁二酸、氨基己酸、氨基戊酸、羟基脂肪酸、壳聚糖、蛋白敷料等），丰富了生物基新材料和单体品种库，达到国际先进水平，在化工、材料、医药等领域具有广泛应用前景。

（3）生化分离技术：低品位生物质制备高值化新产品方法研究。针对我国生物质全质利用多种类、高值化、绿色环保、资源节约等技术需求，开发了一系列结合化学、生物和物理学科特点的高效前处理、膜分离、萃取和离子交换等分离纯化技术，对生物资源高效利用新模式建设具有重大贡献。针对废弃木糖母液为原料，开发了不受酸、碱影响的高稳定性木糖C_12-14酰羟丙基醚新方法，生产设备常规，生产过程安全无污染、资源利用率高，生产成本低。

项目获授权发明专利18件（已转让2件），项目技术已成功应用于北大医药重庆大新药业股份有限公司、宜宾惠美纤维新材料股份有限公司、 湖南鑫利生物科技有限公司和重庆洲仨科技发展有限公司，整体技术成熟，重现性好，具有明显的经济效益。根据项目应用单位提供的报告，新增销售额2.05亿元，新增利润2993万元，具有广阔的市场应用前景。

2. 主要科技创新点

本成果在国家自然科学基金、重庆市自然基金、重庆市教委、重庆大学前沿交叉领域重点项目等多个国家、省部级重大课题和校级项目支持下，历经10多年持续技术攻关，围绕着新材料生物合成及修饰过程的关键技术研究，通过生物催化技术对酶催化和细胞催化合成方法及修饰进行系统研究；通过合成生物学技术对高值化的生物基功能材料合成技术系统研究；通过生化分离技术对低品位生物质制备高值化产品方法研究。开发了低品位生物质高值化、资源化和集约化的生物新材料生物合成及修饰过程新技术，提出了新材料生物合成及修饰的策略，获得了高附加值的化学品、生物基材料及其单体。主要科技创新点如下：

【创新点1】生物催化技术：酶催化和细胞催化合成方法及修饰技术研究

发明专利：

一种制备蛋白质衍生物的方法. ZL201310089222.0。

【创新点2】合成生物学技术：高值化的生物基功能材料和单体合成技术研究

发明专利：

重组质粒、基因工程菌分别制备丁二酸、氨基己酸、氨基戊酸、羟基脂肪酸的新方法. ZL201310312492.3。

一种制备多孔交联壳聚糖微球的新方法. ZL201310223533.1。

一种制备生物敷料的新方法. ZL200410081573.8。

【创新点3】生化分离技术：低品位生物质制备高值化新产品方法研究。

发明专利：

一种从木糖废液液中提取C12-14酰羟丙基醚的新方法. ZL201110420250.7。

一种植物蛋白加工新技. ZL201110084121.5。

3. 应用情况和效益

3.1 应用情况

该项目的技术已成功应用于北大医药重庆大新药业股份有限公司、 宜宾惠美纤维新材料股份有限公司、湖南鑫利生物科技有限公司、重庆海巨农业发展有限公司、重庆洲仨科技发展有限公司等，整体技术成熟，重现性好，具有明显的经济效益。根据项目应用单位提供的报告，新增销售额2.05亿元，新增利润2993万元，具有广阔的市场应用前景。

3.2 经济效益和社会效益

（1）近三年经济效益

单位：万元人民币

（2）社会效益

① 减少环境污染。项目在多个公司应用期间，将多种农林低值生物质资源及废弃工业生物质资源高值化，近3年约减少废弃生物质排放16万吨，减少了固体源、水源和空气源的环境污染。

② 引领科技进步。化工新材料的生物合成及修饰是国家高度重视的科技和产业发展方向。由于合成过程高效、高选择性、条件温和、环境友好等优点,因此成为可持续发展过程中替代和拓展传统有机化学合成的重要方法；生物合成的化工新材料产品绿色、环境友好、资源节约等特点，正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一个新的主导产业。本项目由生物催化和绿色化学方法生产化工新材料产品，发明了一系列新工艺、新技术和新装备，是化工新材料的有效合成途径，为国民经济发展提供了多项技术供给，推动了我国生物质集成技术的工程化与产业化。

③ 人才培养与基地建设。培育和引导了多个生物、化学和材料领域的科技创新型企业，培养了一批生化工程和绿色化工专业人才，共计培养博士、硕士研究生60余名和企业技术骨干百余名，为申请单位重庆大学2017年获批“双一流”大学，2016年获批“化工过程强化与反应工程国家地方联合工程实验室”，重庆大学化学化工学院全国工程硕士点、博士点评估等提供支撑。