简介： 成果简介： 天津市科技计划项目“生物表面活性剂的关键技术及中试”，课题编号：12ZCZDSY13000，课题研究周期为2012年1月到2014年9月。 生物表面活性剂是由微生物代谢过程中分泌出的具有一定生物活性的次级代谢产物。生物表面活性剂除具有降低表面活性、稳定乳化液和增加泡沫的作用外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的无毒，能生物降解，无污染，具有良好的选择性和专一性，生物相容性好等优点，从而在医药、食品、化妆品、环境保护等众多工业领域展示了其独特的应用前景，尤其适合于石油工业和环境工程，如生物降黏性，提高原油采收率，重油污染土壤的生物修复等。随着人类社会的进步发展和人们环保意识的增强，生物表面活性剂将有更加广阔的前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。   成果创新性： 1、通过代谢工程和蛋白质工程组合策略生产新的微生物代谢产物。 2、采用自行设计的发酵-消泡串联发酵体系进行发酵并通过调节发酵生产过程中的通气量、溶氧（DO）与罐压等参数解决了鼠李糖脂生产过程中起泡逃液的问题。 3、开发了新型的复配驱油剂配方，提高了油井驱油效率。 本课题申请三项相关专利，有其中一项获得授权。   成果独占性： 本项目建立了利用相对低廉的棕榈油原料通过酶法转化的方法生产鼠李糖脂的工艺路线，通过调节发酵生产过程工艺参数，产量可达到60g/L以上，转化率达到80%以上，目前原料转化率处于国际领先水平。   成果盈利性： 开发了新型的复配驱油剂配方，提高了油井驱油效率。通过对乳化剂和糖脂按不同比例复配，得到了一系列复配驱油剂，驱油剂复配后对三采油井原油作用结果，与单独作用对比，对原油的乳化活性呈现了指数级的上升，使原油开采量由0.03吨/天提高到0.36吨/天。随着人类社会的进步发展和人们环保意识的增强，生物表面活性剂将有更加广阔的前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。   成果持续性： 我们开发的利用微生物生产生物表面活性剂是洁净的、可持续发展的生产工艺，初步形成了具有我国自主知识产权、从廉价的可再生的生物质资源通过微生物细胞工厂生产生物表面活性剂的生物制造工艺。初步成本分析表明，该生物制造工艺的产业化不仅有很大的经济价值，也可解决当前化学表面活性剂所带来的生态环境污染问题，有助于国家安全、稳定和可持续发展。   成果先进性： 随着现代生物技术和工程技术的突破，以微生物为基础的国际生物技术产业发展迅猛，在世界经济产业链中的比重逐渐增加，成为继石油工业、IT产业之后新的经济增长点。我们必须大力发展以生物表面活性剂，特别是鼠李糖酯为龙头的具有我国特色的生物技术产业，实现国家的可持续发展的战略目标，带动国家经济发展。大力发展生物表面活性剂研究及其产业化应用，将成功的带动石油，医药、洗涤用品等相关领域的全面发展，促进社会进步和经济发展，使我国拥有自主知识产权，提高国际竞争力。   成熟度：08、产品级：批产合格、图纸完备、工艺成熟   市场分析： 目前，鼠李糖脂主要应用于石油开采行业中，在化妆品、医药化工、环境污染处理、食品、采矿、建材、纺织等领域中还存在着极为广阔的应用空间。 本课题通过高通量筛选方法获得鼠李糖脂高产菌株铜绿假单胞菌TIB-R02和乳化剂高产菌株地芽孢杆菌XS2。经过培养基优化和发酵工艺优化乳化剂产量达到23.4g/L。采用自行设计的主从式发酵罐进行发酵并通过调节发酵生产过程中的通气量、溶氧（DO）与罐压等参数解决了鼠李糖脂生产过程中起泡逃液的问题，鼠李糖脂产量达到60.6g/L，转化率达到80%。通过代谢工程和蛋白质工程组合策略设计改造鼠李糖脂合成途径关键酶鼠李糖基转移酶获得了具有生产不同性能鼠李糖脂的能力改造的鼠李糖基转移酶RhlB，模型模拟分析阐明168位氨基酸的突变改变了底物结合口袋的体积，影响了鼠李糖脂的选择性，可以生产不同结构具有不同性能的鼠李糖脂。开发了新型的复配驱油剂配方，提高了油井驱油效率。通过对乳化剂和糖脂按不同比例复配，得到了一系列复配驱油剂，驱油剂复配后对三采油井原油作用结果，与单独作用对比，对原油的乳化活性呈现了指数级的上升，使原油开采量由0.03吨/天提高到0.36吨/天。随着人类社会的进步发展和人们环保意识的增强，生物表面活性剂将有更加广阔的前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。   商业模式分析： 已设计了较大规模（300L）的生产系统，并进行生产应用。   营销状况： 本课题结合天津龙威粮油工业有限公司，使用棕榈油毛油粗原料进行发酵优化，在此基础上，进一步使用自行开发的串联发酵系统发酵，发酵168h，在300L发酵罐规模鼠李糖脂产量60g/L以上，转化率80%以上。 对乳化剂和糖脂按不同比例复配，得到了一系列复配驱油剂，驱油剂复配后对原油作用结果，与单独作用对比，对原油的乳化活性呈现了指数级的上升。在油井上使用，使原有采油从0.03吨/天提高到0.36吨/天，并且含水量从85.75降低到25%，目前项目已进行了较高规模的应用推广。