天然产物及糖工程团队

天然产物及糖工程团队主要致力于糖生物学与糖工程研究，重点围绕糖的合成、分解、修饰、作用规律进行基础研究，同时针对我国面临的能源、粮食和食品安全问题，以糖平台关键酶为关键突破技术，进行糖基生物制品和化学品的开发。已研制开发寡糖相关生物农药、生物肥料、饲料添加剂等产品十余种；协助企业获得国家农药登记证、肥料登记证、饲料添加剂新产品证书等十余种。研究成果和产品在国内外具有一定影响力，取得了良好的社会和经济效益。目前团队仍有寡糖规模化生产技术、寡糖农用制剂研发及应用、果糖基炼制产品等相关产品、技术可转化。

应用基础研究方向：

重点开展糖资源利用关键技术研究，包括但不限于：1. 筛选、改造、构建新型高活力糖平台关键酶；2. 多糖清洁利用关键技术；3. 果糖基生物质综合炼制关键技术；4. 糖链分析、分离、检测技术；5. 寡糖生物农药、肥料等绿色生物农药集成使用技术；6. 寡糖饲料添加剂使用技术。

产品开发方向：

主要研发糖基农用产品和糖基化学品两类产品：1. 功能寡糖、单糖原料；2. 系列寡糖生物农药、生物肥料；3. 寡糖饲料添加剂及寡糖免疫调节剂；4. 果糖源功能食品如菊粉、果寡糖等；5. 果糖基生物质资源炼制产品如甘露醇等。

1.海洋寡糖植物免疫调节剂创制及产业化

研发团队以丰富的海洋多糖资源为原料，进行了海洋寡糖植物免疫调节剂创制关键技术研究，建立了以生物选控催化为基础的酶反应与膜分离耦合海洋寡糖生产技术，实现了对不同聚合度海洋低聚糖的有效分离和制备，以此核心技术为基础，开发出高效制备壳寡糖、褐藻酸寡糖、卡拉胶寡糖、几丁寡糖等系列海洋功能寡糖的生产技术和工艺；并率先实现了壳寡糖和褐藻酸寡糖制备工艺的工业放大和产业化。建立了系列海洋功能寡糖的分离纯化技术及产品的检测技术，并以此为基础研制得到系列海洋寡糖植物免疫调节剂产品的质量标准。进一步研究出了海洋寡糖植物免疫调节剂在农业生产上的应用技术规范10余项，目前已在全国20多个省市推广应用，其中在30多种主要农作物上累计推广达3000多万亩次，并被国家农业技术推广服务中心列为2012-2014年重点推广产品。通过与海南正业中农高科股份有限公司、大连中科格莱克生物科技有限公司和西大华特股份有限公司等企业合作，建成了多条年产千吨级寡糖农用制剂生产线，获得13个寡糖农药和肥料登记证。实现了海洋寡糖植物免疫调节剂的产业化和推广应用，近三年已取得直接和经济效益近百亿元，成为解决我国农业高产、优质、生态、安全发展的有效途径。

陕西小麦壳寡糖示范基地


寡糖农肥制剂产品


海南苦瓜叶枯病防治实验(左：对照；右：寡糖处理)

2.利用短乳杆菌发酵生产甘露醇的新工艺

甘露醇是一种重要的六元糖醇，在食品、医药和化工等行业起着非常重要的作用。可作为甜味剂、渗透性利尿剂、脱水剂、口崩片剂及多种重要精细化工中间体。本研发团队建立了以淀粉糖母液作为碳源、玉米浆作为氮源生物转化生产甘露醇的方法，采用的微生物为一种对环境安全的乳酸菌株，该菌株被美国FDA认定可以作为直接饲喂的GRAS微生物之一；该菌株具有易于培养及高甘露醇生产能力的特点，且遗传稳定，适宜于大规模发酵。本工艺甘露醇生产能力高，采用批次发酵培养技术，发酵液甘露醇浓度可达到150g/L以上，产率可达到0.95mol甘露醇/mol果糖，生产强度可达到3-5g/L/h；采用补料培养技术，发酵液甘露醇浓度可达到210g/L以上，产率可达到0.88mol甘露醇/mol果糖，生产强度达到2.5g/L/h以上（与国外技术水平相当甚至超出）。经本工艺生物转化制备的含甘露醇发酵液中无山梨醇，发酵液可经脱色及离子交换处理后，通过结晶工艺进行分离，该项工艺在实际工业应用中较为成熟，具有低能耗、低成本的产业化优势。

批次发酵生产甘露醇


间隔补料分批发酵生产甘露醇