李树

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诺尔斯式链霉菌工业化生产新型抗菌肽ε-聚赖氨酸(发酵水平高于70 g/L)


1、项目背景


ε-聚赖氨酸是一种新型抗菌肽,由链霉菌发酵生产,其抑菌谱广、作用pH范围广泛、热稳定性强、水溶性好、安全性高,已被美国、中国、日本等国家批准用作食品防腐剂;此外,ε-聚赖氨酸在医用材料、化妆品、日化用品、卫生用品等领域也有应用;饲料企业将其作为减抗替抗产品进行动物养殖,表明其有促生长和增强免疫的效果;农业领域也可以将其用于土壤和作物的病害微生物防治。2023年,我国焙烤食品产量约为2000万吨、熟肉制品2600万吨、果蔬汁1700万吨;化妆品95万吨、日化用品1100万吨、卫生用品900万吨;动物饲料突破3亿吨;作物种植面积25亿亩、农药250万吨、肥料5500万吨,如若ε-聚赖氨酸在这些领域中全面使用,其需求量将超过5万吨/年,市值超过500亿RMB,但目前实际其产量还不足200/年,仅仅在高端食品和少量日化用品中应用,而在广阔的饲料领域及农业领域还未推广。


2、本研究团队的核心菌种


山东大学海洋学院李树博士团队有科研教师3名,博士2名,硕士12名,致力于微生物发酵生产新型抗菌肽。团队自主筛选获得了S. albulusS. nourseiS. rocheiS. yunnanensis等多株ε-聚赖氨酸生产菌株,利用原生质体融合技术进行种间杂交,获得杂合子S. noursei HX17,然后对其进行多种诱变,采用Genome Shuffling与核糖体工程相结合的育种方法,历时6年最终获得的S. noursei GX6,在10 L发酵罐中ε-聚赖氨酸产量超过70 g/L,达到国际领先水平,在3 m3中试发酵罐中产量超过50 g/L,提取工艺成熟,可进行工业化生产。


3、以年产30ε-聚赖氨酸(以ε-聚赖氨酸盐酸盐计)规模为例


1)生产食品级ε-聚赖氨酸


固定设备投资约1000万元;生产成本约400/公斤,按市场售价1200/公斤计算,利润达到800/公斤;年利润为:800/公斤×30=2400万元。


2)生产饲料级ε-聚赖氨酸和农业级ε-聚赖氨酸


无需提取,只需将发酵液进行固液分离及浓缩即可,投资较少。固定设备投资约200万元;生产成本约100/公斤,按售价200/公斤计算,利润为100/公斤;年利润为:100/公斤×30=300万元。


项目联系人:李树,15650121378lishu2016@sdu.edu.cn