课题来源:中国科学院科技促进发展局;课题立项名称:以含碳气体为原料的化学品生物制造;课题立项编号:KSZD-EW-2-017;研究起始日期:2013年1月1日至2015年12月31日。
本项目以含碳气体的大宗化学品微生物制造产业为导向,从产业上游的菌种库资源发掘出发,通过自然筛选和人工细胞工厂构建,获取独特优质的菌种资源,拓宽产品线,增加产物附加值;然后,深入探索含碳气体针对性发酵工艺,研制专门的发酵设备,建立并完善产业下游过程,提升目标产物的产量,向产业化目标靠拢。取得的主要成果包括:
1、建立了包含可利用含碳气体生长的功能菌株46株,功能菌群8个,,气体发酵产物类别涵盖丁二酸、2,3-丁二醇、己醇等产品价值较高化合物。
2、找到了3种深刻影响Clostridium. Carboxidivorans P7利用含碳气体合成醇类物质的关键金属元素,经过浓度优化后,发酵时对CO的利用率可达到95%以上,正丁醇发酵产物浓度达到4.6g/L,正己醇1.6g/L。
3、建立了中试规模的气体生物发酵平台,同上海宝钢气体有限公司联合开展了连续发酵中试运行,完成了5批次共150L规模的发酵实验。
成果创新性:
完成了利用基因工程技术对模式菌株进行代谢途径改造,通过生物反应器改造,将含碳气体发酵时的菌体浓度提高400%,菌体密度提高了50%,研制成功30L气体发酵专用平台,完成了建立高效的气体封闭循环利用装置,对c.carboxidivorans P7T的合成气发酵培养基进行优化后,提高其正丁醇合成能力达40倍,最高的正丁醇产量达到4,6g/L,并申请了相关发明专利7顼。
成果独占性:
在技术水平上具有独占性,并具有相关知识产权。
成果盈利性:
通过菌体密度的提高、高效气体循环装置的研制,培养基的优化达到了降低成本的目的,可为含碳气体的生物转化行业带来成本的下降,并具有相关知识产权。