[00109232]新一代柠檬酸绿色智能发酵技术集成与产业化

　　本项目获2018年中国轻工业联合会科技进步奖一等奖
　　柠檬酸是一种重要的三羧酸类化合物，广泛应用于食品、医药、化工等领域，是当前世界上产量和消费量最大的食用有机酸，是世界第二大发酵产品。虽然发酵法生产柠檬酸起步较早，但目前其生产技术仍存在问题，如发酵种子培养周期长、活力低；发酵菌种影响柠檬酸合成的生理、代谢特性认识有限；传统同步糖化发酵工艺原料利用不充分；柠檬酸提取过程能耗高，废水有机物浓度高、处理难度大等。因此，本项目在江南大学刘龙教授带领下实现了传统的技术升级和转型，实现绿色智能化生产。获2018年度中国轻工联合会科技进步一等奖
　　主要创新内容及技术突破：
　　1、建立了结合超声波诱导孢子快速萌发与种子糖化酶水平表征的移种策略，发酵强度由2。55 g·L-1·h-1提升至2。85 g·L-1·h-1（提升幅度11。8%）；
　　2、进行了柠檬酸发酵生产菌株的系统生物学分析，发现发酵后期的低pH环境可激活柠檬酸合成相关基因的表达，葡萄糖作为效应物可激活其转运蛋白的表达；
　　3、强化同步糖化发酵方式，利用葡萄糖模糊预测模型结合糖化酶阶段添加的策略补偿发酵中后期pH急剧降低导致的葡萄糖供给速率不足，中试规模发酵强度进一步提升至3。15 g·L-1·h-1，残总糖由19。2 g·L-1下降至13。2 g·L-1（下降幅度31。3%）；
　　4、应用模拟移动床实现了柠檬酸发酵液连续分离提纯及废水资源再利用，在实现了清洁化生产的同时柠檬酸收率达到98%，较传统钙盐法提高5%。
　　标志性成果及重大应用：
　　本项目自2015年开始在江苏****能源有限公司进行工业化生产，近三年累计新增产值35098万元，新增利税10887万元。由于产品质量高，与可口可乐、百事、宝洁、雀巢、娃哈哈等国际知名品牌建立了长期供求关系。本项目已授权核心发明专利6项（其中国际专利1项），申请专利11项（其中国际专利3项），形成了包括生产菌种扩培、生理代谢调控元件鉴定、发酵过程优化和发酵产物提取的柠檬酸绿色智能发酵技术专利群；发表论文12篇，其中9篇SCI论文；通过鉴定成果3项，均被鉴定达到国际领先水平。本项目对于提升和引领传统有机酸生产企业的发酵工程技术水平、实现传统有机酸发酵工业产业升级和可持续发展，具有重大的科学意义和工业应用价值。