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柔顺剂氨基硅油的制备关键技术与性能
郑昌戈
-/生物与新医药
硅油由于其结构的特殊性,被广泛作为调理剂应用于化妆品及护发香波中。氨基硅油表面张力低,用于香波、护发素等护理用品中。氨基硅油侧链上氨基极性较强,易带正电荷,能与带负电的头发表面相互作用而吸附在头发表面上,使头发间摩擦系数下降,从而具有很好的平滑柔顺性及洗涤性;同时裸露在外的油性基团能够使头发疏水、易吹干,增加头发光泽和抗静电性能,因而具有改善和修复发质的功能。氨基硅油有四个重要参数:氨值、粘度、反应性和粒度。这四个参数对氨基硅油的品质,如手感、色光以及硅油乳化的难易程度均有影响。目前市场上最具代表性的有机硅柔软剂品种是第三代硅油,即以氨基硅油为代表的改性硅油。项目开发的第四代柔软剂,具有氨取代基聚硅氧烷改性氨基硅油的稳定优异性能。
开关型染发剂---染发中间体选择性进入头皮和头发
高海燕
氧化型染发剂色牢度好,颜色漂亮,但是染发中间体容易进入人体体液,引起人体过敏或中毒。本项目通过一定的材料,使得染发剂在头皮上和头发上发生不同的变化,在头发上成液态,可以染发;在头皮上被封闭起来,不容易通过头皮进入人体血液。在保证染色效果的同时,保护了人体健康。
基于大分子胶体构筑功能涂层的研究
刘仁
开展利用双亲大分子自组装,大分子与无机纳米材料、有机小分子、生物大分子等进行多组分杂化自组装等典型方法构筑具有特定用途的功能胶体,从胶体粒子的结构及目标性能出发,研究其制备或结构修饰、改造过程对其结构、物理化学性质以及性能的影响;通过控制胶体形成过程制备具有特殊聚集体形态的功能胶体粒子;研究胶体粒子的热稳定性、降解性、刺激响应性、生物相容性、包合吸附性、表面活性等性能之间的构效关系。考察功能胶体溶液pH值、盐浓度、紫外辐照等对胶体粒子的结构、粒径、表面组装行为的影响,基于功能胶体的表面组装行为,开展其在先进功能涂层材料等方面的研究,探索由不同组成及结构的功能胶体粒子所构筑的涂层材料在生物大分子识别、食品中有害因子的检测、生物医药等方面的应用。
基于微生物群落功能调控的酿造食品品质优化技术
陆震鸣
传统酿造食品有着悠久的历史,因其独特的风味和功能而深受我国广大人民喜爱,与人民的生活息息相关,不仅蕴含着丰富的文化价值,而且有着重要的科技内涵。传统发酵通常采用固态多菌种酿造,其功能微生物组成复杂,其形成的微生态在酿造的过程中一直处于动态的平衡,这种微生态结构与功能的揭示对提升传统酿造食品的营养价值、风味保持具有重要意义,通过现代的微生态技术,认识酿造微生物群落结构及其功能,并加以理性应用,既是重要的基础科学问题,又是行业技术升级的关键。
实验室长期从事传统酿造食品的应用基础研究和产业实践,与国内的众多大型酿造企业,如镇江恒顺、泸州老窖、山西老陈醋、张家界大德酿造、安徽胡玉美等保持着长期的产学研合作。近十多年来,针对白酒、黄酒、酱油(酱)、泡菜等传统酿造食品,在系统研究酿造微生物功能的基础上,理性设计功能调控手段,达到传承工艺特色,稳定发酵生产,提升产品品质的目的。
代谢改造酿酒酵母高效生产葡萄糖二酸
赵运英
葡萄糖二酸是一种重要的化合物,在医疗和工业中有着广泛的应用。目前生产葡萄糖二酸的方法主要以化学法-葡萄糖化学氧化法为主,但该方法具有选择性低、成本高、得率低、要高温及产生大量氧化反应副产物不利于后续葡萄糖二酸的分离等局限性。目前生物法合成葡萄糖二酸主要是在大肠杆菌中进行的,但在大肠杆菌中异源合成葡萄糖二酸被许多因素限制。酿酒酵母因具有耐酸能力强、耐低温、可低pH发酵、没有噬菌体感染、适合大规模发酵、易分离和高抗逆性等特点,已被广泛用于产有机酸的研究,因此酿酒酵母比大肠杆菌更适合葡萄糖二酸的生产并具有更高的工业应用价值。利用酿酒酵母合成葡糖二酸具有很好的应用前景。
传统固态酿造食醋微生物功能优化关键技术及其产业应用
系统建立了传统发酵食醋酿造微生物群落及代谢组分分析技术;创新了食醋酿造微生物功能分析及高效筛选技术;构建了基于酿造微生物功能优化的制醋新技术体系,实现了产业化应用,为传统优势产业技术提升提供了基础。
传统发酵食品工艺机理解析与优化
许正宏
通过国家“十一五”科技支撑计划、863计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金及镇江市科技支撑计划的资助,解析我国优势传统发酵食品---如镇江香醋的功能性组份及其成因,探寻我国传统多菌种混合发酵过程中微生物群落结构与功能之间的关系,进而进行其功能优化调控。
城镇黑臭河道的微生态治理技术
张梁
城市黑臭水体一般位于老居民区、早期拆迁安居房等区域,雨污分流、污水收集等扩建改造工程难度和政府财政资金压力较大。
项目所开发的微生物治理技术,3-5天即可消除河道黑臭现象,逐步净化水体,恢复河道健康状态。使用时,只需向黑臭水体直接泼洒微生态制剂即可,无需曝气、无需种植水生植物或者放养螺蛳、鱼类等水生动物。
该技术已在多地进行实地应用,水质数据符合住建部要求,治理效果令人满意。治理成本下降至30元/m3水体•年以下。
γ-氨基丁酸功能性黄酒开发
毛健
本技术是利用从黄酒发酵醪液中分离得到的菌种,通过分子生物学技术改造菌种,提高黄酒产品中γ-氨基丁酸(GABA)的含量,强化黄酒的功能性。在不对现有黄酒生产工艺进行改造、不影响黄酒原有口感风味及营养成分的条件下,使黄酒中GABA含量≥400ppm,强化了黄酒的功能性成分,高于现有中高档黄酒,同时对发酵过程中每个阶段的GABA数据进行跟踪分析并获得稳定的制备工艺,制造出了的一种功能性明确的黄酒。
微生物转化生产维生素C磷酸酯的关键技术
刘立明
维生素C磷酸酯钠(SAP)作为维生素C(AsA)多种衍生物中性能最好的一种,克服了AsA本身存在的缺陷(如受热、见光易分解和易氧化),在体内磷酸酶作用下迅速转化成AsA。SAP由于其优越的性能被广泛应用于医药、化妆品、食品添加剂、保鲜剂、饲料添加剂等诸多领域。目前,工业化生产SAP主要途径为化学合成法,此法反应步聚复杂,条件不易控制,副产物较多,成本也很高。本技术方法通过基因工程手段获得了高产维生素C磷酸化酶突变菌株。目前该项目正在酶工程改造,以进一步提高底物的转化率。
技术指标:在反应体系中添加0.5 mol/L的维生素C和0.6 mol/L的焦磷酸钠,42℃转化8 h维生素C磷酸酯可达到54.7 g/L,转化率为42.9%。
微生物转化生产洛伐他汀中间体R-J6的关键技术
他汀类药物(statins)是一类羟甲基戊二酰辅酶A (HMG-CoA)还原酶选择性抑制剂,能够降低血浆胆固醇和脂蛋白水平,是防治冠心病、脑中风、高血脂、动脉粥样硬化的首选用药。目前,工业化生产他汀类药物侧链关键中间体主要途径为化学合成法,此法反应步聚复杂,条件不易控制,所需手性试剂价格昂贵,污染严重,收率低。而酶法催化生产他汀类药物侧链关键中间体具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高、提取方便等优点,因而受到越来越多的关注。采用酶法合成瑞舒伐他汀钙侧链关键中间体,体现降耗环保的时代需求;采用非水相体系进行酶催化反应,解决了底物难溶的瓶颈问题。
微生物转化生产磷脂酰丝氨酸的关键技术
磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS),又称二酰甘油酰磷酸丝氨酸,是一类普遍存在的磷脂,通常位于细胞膜的内层,尤其是大脑细胞膜的重要组成成分之一。它能调控大脑的各项功能正常运作,起到调节血脂、改善记忆、健脑益智、以及延缓衰老等作用。但天然存在的磷脂酰丝氨酸很少,提取工艺繁杂,并且安全性受到人们的质疑。生物酶法制备磷脂酰丝氨酸具有反应条件温和、环境友好、产品质量好等优点,近年来受到越来越多的关注。本研究室通过基因工程手段,大肠杆菌中异源表达了磷脂酶D基因,以粗话生产磷脂酰丝氨酸。目前,该研究正在进行蛋白质工程改造及各项优化,以提高底物转化率。
微生物转化生产胍基丁胺的关键技术
胍基丁胺(Agmatine)是一种多胺,在精氨酸脱羧酶(arginine decarboxylase,ADC)作用下 L-精氨酸脱羧的产物,它几乎分布于哺乳动物体内所有的器官和组织,具有降血压、利尿、抗炎、调控细胞增殖等多种生理功能,因此是一种重要的医药中间体,具有较高的商业价值(50 万/吨)。其硫酸盐对动物吗啡依赖性具有戒断作用,是极具开发价值的戒毒类药物。目前工业上合成胍基丁胺的生产方法主要为化学法,该方法具有高污染、生产条件苛刻、安全性差等缺点。本研究建立了一种运用重组精氨酸脱羧酶(ADC)生产胍基丁胺的绿色环保新方法。通过基因工程手段,构建了一株L-精氨酸脱羧酶高产菌株。
微生物转化生产L-鸟氨酸的关键技术
L-鸟氨酸是细胞内重要代谢化合物,近来研究发现L-鸟氨酸可刺激脑垂体分泌生长激素,促进蛋白质合成及糖与脂肪的分解代谢。此外,以鸟氨酸为原料制备的依氟鸟氨酸,能抑制多胺合成,延缓肿瘤细胞生长,是颇具前景的新型抗癌药物。L-鸟氨酸除了在医药上作为试剂与注射液外,通常还用于配制保肝、强身、解毒的营养剂以及生产消除疲劳的发泡饮料。而酶法转化精氨酸生产鸟氨酸具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高、提取方便等优点,因而受到越来越多的关注。
微生物转化生产L-瓜氨酸的关键技术
L-瓜氨酸能够清除羟基,可有效保护DNA及PMN免受氧化反应的侵害。瓜氨酸对防治前列腺疾病作用明显。近来研究发现瓜氨酸在体内可转化为人体必需氨基酸L-精氨酸,在维持心血管正常功能的一氧化氮代谢中也发挥着重要作用。此外,服用瓜氨酸能有效的改善人体的抗疲劳能力,维护健康的心肺功能,增强人体的肌肉强度,提高体能,在运动保健方面具有良好的作用。目前广瓜氨酸在抗氧化,医用检测,保健食品,化妆品和食品添加剂等方面有着广泛的应用前景,国内外需求巨大,市场前景广阔。酶法转化精氨酸生产瓜氨酸具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高、提取方便等优点,因而受到越来越多的关注。本研究通过构建工程菌,高通量筛选获得一株高转化率的菌株。
技术指标:15 g/L的菌体细胞和190 g/L的L-精氨酸,转化8 h,L-瓜氨酸的产量为176.9 g/L,转化率为92.3%,生产强度为22.1 g/(L·h),单位菌体L-瓜氨酸产量为11.8 g/g。
微生物发酵生产衣康酸的关键技术
衣康酸是一种不饱和二元脂肪酸。由于衣康酸具有特殊的化学结构,决定了它具有十分活泼的化学性质,既可以自身聚合,也可以和其他分子发生加成、聚合等化学反应,是一种应用前景十分广阔的化学合成中间体,广泛应用与化工、医药、农业等领域,被誉为有机酸领域中皇冠上的宝石。本研究通过诱变和高通量筛选获得一株高产衣康酸的生产菌株。
微生物发酵生产果糖软骨素的关键技术
硫酸软骨素是一种典型的硫酸化糖胺聚糖,由D-葡糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接的重复二糖聚合,并在N-乙酰氨基半乳糖的C-4位或C-6位羟基上发生硫酸酯化。由于其具有多种药物活性,被广泛用于药品、保健品及化妆品行业。本研究室利用诱变育种及高通量筛选策略获得一株产果糖软骨素的大肠杆菌。通过代谢工程改造及发酵优化策略,大幅度的提高了果糖软骨素的产量。目前,正在进一步构建并筛选高产菌株。
微生物发酵生产丙酮酸的关键技术
丙酮酸是一种重要的有机酸,广泛应用于制药、日化、农用化学品和食品等工业中,微生物发酵法生产丙酮酸具有低成本、高质量等优势。本研究室在自行选育的四重维生素营养缺陷型菌株光滑球拟酵母CCTCC M202019的基础上,从代谢能力、鲁棒特性和环境适应性等入手,阐释了影响T. glabrata高效积累丙酮酸的关键因素。提出并实践了全局高效调控T. glabrata代谢功能的新方法。
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