酵母生物炼制的关键技术突破及产业高端应用-中国石油和化学工业

2015年南京工业大学拟申报国家技术发明奖项

公示

一、项目名称

酵母核苷酸的生物制造关键技术突破及产业高端应用

二、推荐单位

中国石油和化学工业联合会

三、项目简介

5’-核苷酸是组成RNA的基本单元，大量研究发现组成RNA的4个核苷酸具有促进生物的生长、发育等功效，是婴幼儿奶粉母乳化配方的重要成分。为此欧美等国相继开发含有核苷酸的婴幼儿配方奶粉，且已被大量长期使用；中国在2005年正式推荐在婴幼儿奶粉中添加核苷酸，十年间其用量增长了10倍。

核苷酸的生产方法有化学合成法和RNA酶解法两种，而在西方发达国家如美国食品化学品法典明确规定婴幼儿食品中添加的核苷酸须来自酵母RNA的水解物。而从酵母RNA水解生产核苷酸所涉及到的技术面宽、难度极大，几十年来国内外生产核苷酸的生产线极大部分均因技术质量成本环保等问题关停，其主要难点：1、现有技术水解RNA为核苷酸的核酸酶P1的酶活性低且杂酶多，导致酶解得率低、酶解液中杂质含量高，给后分离带来巨大压力；2、缺乏高效分离物化性质极其相近的4个核苷酸的介质及相关工艺，尤其是目前核苷酸及其钠盐的结晶技术均采用低温醇析工艺，导致结晶过程无法控制初级均相成核和母液包埋问题致使产品质量不稳定；3、由于目前生产核苷酸的RNA原料杂质多，导致4个核苷酸需多次分离，工艺流程长、成本高。为此本项目经过12年的攻关，在核心关键技术上取得了重大突破，主要技术创新发明点如下：

1、发明了高产核酸酶P1的菌株并首创了具有自增值、自修复功能的固定化连续产酶的新技术，解决了核酸酶P1活性低、杂酶多的问题，酶活与国际知名酶制剂公司相比提高近 2.3倍，酶解得率明显提升，达到90%左右，杂质减少10-15%，明显减轻了后分离的压力。

2、根据4个核苷酸的理化特性，设计了新的分离介质，首次用一次树脂分离实现了4个核苷酸的高收率和高纯度稳定分离；发明了反应-结晶与醇析和盐

析的复合结晶新体系及其装备，产品质量明显改善，工艺流程大大缩短。

3、发明了基于细胞融合和代谢进化相结合的高核酵母选育技术，揭示了RNA 在酵母中大量累积的机理，发明了基于生理调控的高效连续培养技术解决了酵母中RNA含量低的问题；首创了胞内核酸定向提取的组合新技术，解决了核酸纯度低的问题。糖耗较其他技术下降17%，污染物排放下降68%，达到了文献报道的最高水平。

本项目在高纯度RNA的绿色制造的核心关键技术上取得重大进展，产品质量明显优于OMTEK等国际公司；在核苷酸的高效制造的核心关键技术上取得重大突破，成本明显低于YAMASA等国际公司，建成了国际上规模最大的、技术最先进的酵母-核酸-核苷酸的生物制造生产线并实现产业高端应用；共申请专利20项，授权发明专利11项。项目通过中国、美国、瑞士等国内外权威机构的认证；产品国内市场占有率达70%左右，为国产婴幼儿配方奶粉往母乳化发展做出了重要贡献；同时产品已大量进入欧美等国际知名公司；全球四罐添加核苷酸的高端奶粉中有一罐使用本产品。近3年新增销售额达44.2亿元，新增利税11.6亿元；曾获中国石油与化工联合会技术发明一等奖和江苏省科学技术一等奖等奖项。

四、主要完成人及技术贡献

1、应汉杰：项目负责人，对发明点1、

2、3都做出了主要贡献。提出本项目的主要发明点与研究思路，全面主持项目研发、现场实施和推广应用工作。

2、张磊：协助主持项目研发、现场实施和推广应用工作，组织完成了发明点2中的相关技术研究，参与完成了发明点1中的部分研究。

3、陈勇：组织完成了发明点1中的相关技术研究，参与完成了发明点3中的部分研究，在项目中试、产业化过程中起到了重要作用。

4、欧阳平凯：指导和参与了整体工艺研究思路、方法和方案的设计；参与和指导了发明点1和2的部分研究。

5、陈晓春：组织完成了发明点3中的相关技术研究，参与组织部分项目成果的现场实施和应用。

6、黄小权：参与组织完成了发明点3中的相关技术研究，参与组织部分项目成果的现场实施和应用。

五、主要完成单位及创新推广贡献

1、南京工业大学：获授权发明专利10件，发表论文22篇。成果的所有权单位，科技项目的承担单位和工业化成果转让收益单位，已有鉴定成果的第一完成单位。在核苷酸的高效制造的核心关键技术上取得重大突破，建成了国际上规模最大的、技术最先进的酵母-核糖核酸-核苷酸的生物制造生产线并实现产业高端应用。

2、南京同凯兆业生物技术有限责任公司：获授权专利7件，参与了酵母核苷酸制备的小试优化及中试产业化研究。组织项目成果在南京同凯兆业生物技术有限责任公司的实施和应用

六、推广应用情况

项目成果和产品在南京同凯兆业生物技术有限责任公司、黑龙江贝因美乳业有限公司等国内三十多家单位以及PROSOL & FRISO 、Glanbia、CHEMENTRY INDUSTRY& NESTLE、TRI-MATE、CHEMOFORMA AG.、GMP DAIRY、TRISCOM 等欧美国际知名公司推广应用，取得了显著的成效；全球四罐添加核苷酸的高端奶粉中有一罐使用本技术产品。近3 年新增销售额达44.2亿元，新增利税11.6亿元。

七、主要知识产权证明目录（不超过10件）

八、项目曾获科技奖励情况