国家科技支撑计划课题任务书.doc

精品文档附件6课题任务书编号： 密级：秘密国家科技支撑计划课题任务书 项目名称： 木薯生物质能源产业化关键技术研究与示范 课题名称： 木薯淀粉细菌发酵法生产L-乳酸新技术研究 项目组织单位： 广西壮族自治区科学技术厅 课题申报单位： 广西生物质工程技术研究中心 课题负责人： 周 兴 起止年限： 2007年4月至2010年5月 中华人民共和国科学技术部二七年七月国家科技支撑计划课题信息表课题编号课题名称木薯淀粉细菌发酵法生产L-乳酸新技术研究项目组织单位广西壮族自治区科学技术厅代 码E10密 级绝密 机密 R秘密 公开参加单位总数2个课题承担单位名 称广西生物质工程技术研究中心单位所在地广西壮族自治区代码450000通讯地址广西南宁市大学大岭路98号邮编530003单位性质事业型研究单位 其他事业单位大专院校 R转制为企业的科研院所国有企业 集体所有制企业合资企业 外商投资企业港、澳、台投资企业 其他企业代码BA上级行政主管部门广西科学院生物研究所代码E10其他主要参加单 位序号单 位 名 称1广西科学院广西工业生物技术研究中心课题负责人姓 名周 兴性 别R男 女学 位博士 R硕士 学士 其他出生日期1970年职 称R高级 中级 初级 其他专 业微生物学所在单位广西生物质工程技术研究中心身份证件身份证身份证件号系电-参加课题人数20人。其中：高级 8 人，中级 6 人，初级 6 人，其他 0 人；博士 2 人，硕士 8 人，学士 10 人，其他 0 人。投入人月数 336 人月（本课题满月度工作量人员数）起始时间2007年4月终止时间2010年5月课题活动类型应用基础研究 R应用开发 产业化开发 其他所属技术领域能源 资源 环境 农业 R材料 制造业交通运输 信息产业与现代服务业 人口与健康城镇化与城市发展 公共安全与其他社会事业创新类型原始创新 R集成创新 引进消化吸收再创新主要研究内容(100字以内)通过对乳酸菌进行基因改造，构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌，并针对木薯淀粉和该菌种的特性改进现有细菌发酵工艺及分离技术，以较低的成本生产出符合国际标准的L-乳酸，使产酸率达到15%左右，成品纯度达到98%以上。预期成果R专利 技术标准 新产品（或农业新品种） R新工艺新装置 新材料 计算机软件 R论文论著 研究报告其他预期知识产权获得国外发明专利 0 项，国内发明专利 1 项，其他 0 项。预期技术标准制定国际标准 国家标准 行业标准 企业标准产学研联合R是 否经费预算450万元，其中专项经费200万元。一、目标与任务（课题研究目标；课题研究内容及任务分解：要解决的主要技术难点和问题，技术方案和创新点等。）1、课题研究目标本课题以木薯为原料，主要利用分子生物学的手段，对乳酸发酵工业常用乳酸菌进行基因改造，构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌，选育高产乳酸菌种，通过对基因改造菌种发酵条件的优化，研究其反应分离耦合技术、高效乳酸分离的工艺，提高其发酵产乳酸水平和高浓度乳酸的耐受性，从而开发国内外有广泛需求的以木薯为原料的高纯度L-乳酸新生产技术。该新生产技术将达到以下标准：木薯淀粉的产酸率达到15%左右；从木薯淀粉转化到L-乳酸的发酵周期为23天；所得的L-乳酸成品纯度将达到98%以上，且金属离子、蛋白质残留量及产品色泽、耐热性等均达到国际标准。2、课题研究内容及任务分解：要解决的主要技术难点和问题，技术方案和创新点等。（1）研究内容及任务分解通过对国内外现有发酵生成L-乳酸的乳酸菌进行基因改造，构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌；并针对木薯淀粉和该菌种的特性改进现有细菌发酵工艺及分离技术，以较低的成本生产出高纯度的L-乳酸，满足迅速增长的L-乳酸需求市场。广西生物质工程技术研究中心：筛选具有高活性的L-乳酸脱氢酶的菌株；对已改造的菌种进行发酵L-乳酸的生产工艺研究；木薯发酵淀粉产业化的初步研究；发表文献至少1篇。广西科学院广西工业生物技术研究中心：发酵生成L-乳酸的乳酸菌基因工程改造；高活性的L-乳酸脱氢酶基因的克隆；构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌；进行产L-乳酸基因工程菌的发酵实验；发表文献至少2篇。（2）要解决的主要技术难点和问题菌种基因的改造本课题主要通过基因改造法将国内外用于发酵生成L-乳酸的乳酸菌所含有的D-乳酸脱氢酶敲除（knock-out），从而构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌。由于该菌缺少D-乳酸脱氢酶，因此在发酵过程中不会生成D-乳酸，只能生成L-乳酸，从而提高了产品的纯度。但由于产L-乳酸菌种自身的复杂代谢体系，致使对其的基因改造较难实现。目前已成功进行基因改造的产L-乳酸的菌种只有瑞士乳杆菌，且仍处于实验阶段，尚未实现规模化生产。另外，还需通过对基因改造菌种发酵条件的优化来提高其产酸率，才能使其在较短时间内高效利用木薯淀粉来生成高纯度（98%）的L-乳酸。高产乳酸菌种的选育通过筛选得到高产乳酸菌种，提高其发酵产乳酸水平和高浓度乳酸的耐受性。现有细菌发酵工艺及分离技术的改进目前，围绕乳酸生产的各个单元过程展开了许多研究，形成了一系列新的发酵新工艺及分离技术。但这些新的发酵工艺和分离技术是否适合我们所构建的菌种，仍是一个未知数，因此需针对木薯淀粉和基因改造所得菌种的特性改进现有细菌发酵工艺及分离技术，从而保证在大规模生产阶段能以较短时间（2-3天）生产出高纯度、达到聚合级别的L-乳酸。（3）技术方案与创新点 技术方案 淀粉质原料调浆D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌的构建 液化 试管菌种 种子罐扩大培养 大罐发酵 加碳酸钙 发酵液板框过滤（膜过滤）菌体饲料 酸解过滤硫酸钙渣 脱色离交 淡乳酸真空浓缩 酯化 精制 浓缩高纯度L-乳酸成品创新点本课题的创新点在于通过对现有乳酸菌采用基因改造的方法，构建一种D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌。该菌种将能高效地发酵木薯淀粉生产高纯度、达到聚合级别的L-乳酸。二、预期成果及考核指标（主要技术指标：如形成的知识产权、技术标准、新技术、新产品、新装置、论文专著等数量、指标及其水平等；主要经济指标：如技术及产品应用所形成的市场规模、效益等；项目实施中形成的示范基地、中试线、生产线及其规模等；人才队伍建设；其他应考核的指标。）1、主要技术指标（1）生产工艺本课题完成后，可使木薯淀粉的产酸率达到15%左右，从木薯淀粉转化到L-乳酸的发酵周期为2-3天。所得的L-乳酸成品纯度将达到98%以上且金属离子、蛋白质残留量及产品色泽、耐热性等均达到国际标准。（2）知识产权本课题将构建一种新的基因工程乳酸菌，并为该菌种申请1项国家专利，并发表2-3篇菌种基因改造方面和技术工艺方面的文献。（3）国内外同类技术或产品的竞争分析以基因改造菌种生产L-乳酸的竞争性分析如能成功地运用基因改造法直接对现有工业化发酵生产乳酸的菌种进行改良，将国内外用于发酵生成L-乳酸的乳酸菌所含有的D-乳酸脱氢酶敲除（knock-out），从而构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌，将其投入到L-乳酸大规模生产中，则相对于目前工艺可以减少生产环节，降低生产成本。 木薯为原料生产L-乳酸的竞争性分析目前国内外大多数以发酵法生产L-乳酸的工艺研究集中在玉米、大米、马铃薯等粮食作物，由于不符合“非粮原油”，其发展必然受到限制，而作为非粮的木薯，不但发展空间广阔，而且也符合国家发展的原则。利用木薯淀粉的技术难点在于：木薯淀粉缺乏某些营养物质，较难维持普通乳酸菌的大量繁殖，但本课题通过基因改造法构的乳酸菌将改变这一局面。2、主要经济指标本项目研究处于小试阶段。本课题完成后，即可进入中试阶段。按吨级发酵罐的中试规模，若以建立年产一万吨L-乳酸的产业为测算基础，按目前L-乳酸的市场价格18000元/吨来计算，年新增产值11487万元，新增产品销售收入可达1.8亿元，新增利税约6512万元。如产品出口国外，则可以年创汇将近 2千多万美元。按企业应征所得税为18%来计算的话，则为国家新增税收约1172万元/年。3、项目实施中形成的示范基地、中试线、生产线及其规模等本课题的研究开发规模为小试，地点在广西科学院的中试基地。无示范基地、中试线。4、人才队伍建设项目实施中注重人才培养，通过本课题的开展，将组成联合攻关团队，围绕木薯为原料的细菌法生产L-乳酸的生产关键技术进行研究攻关，解决各种技术难题和创造新技术和新产品成果，开展生产示范。有机组织项目的技术研发、产品开发，保证项目的成果水平。另外，项目实施中注重人才培养，通过项目的实施，为国家培养高水平的技术人才。获得一项自主知识产权的技术和产品申报专利。通过项目的实施，初步形成一个结构合理的L-乳酸研发人才队伍。同时，培养博士12名，硕士45名。5、他应考核的指标无。三、课题年度计划及年度目标年度课题年度计划及年度目标2007年计划：筛选具有高活性的L-乳酸脱氢酶的菌株，并克隆高活性的L-乳酸脱氢酶基因。目标：筛选出3-5个高活性的菌株。2008年计划：改造发酵生成L-乳酸的乳酸菌基因工程菌，并构建出D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌。目标：构建出2-3个D-乳酸脱氢酶缺陷型乳酸菌。2009年计划：进行产L-乳酸基因工程菌的发酵实验；对已改造的菌种进行发酵L-乳酸的生产工艺研究。目标：木薯淀粉转化到L-乳酸的发酵周期为2-3天，L-乳酸成品纯度将达到98%以上。2010年计划：木薯发酵淀粉产业化的初步研究；撰写论文、申请专利、项目总结和鉴定等。目标：申请专利1项，发表论文2-3篇，完成项目鉴定。9欢迎下载。四、课题经费来源与支出预算单位：万元（保留两位小数）序号预算科目名称合计专项经费自筹经费1一、经费支出45020025021设备费10050503（1）购置设备费10050504（2）试制设备费5（3）设备改造与租赁费62材料费175611147 3测试化验加工费50203084燃料动力费25151095差旅费25205106会议费42.51.5117国际合作与交流费11.574.5128出版/文献/信息传播/知识产权事务费22139劳务费254.520.51410专家咨询费10821511管理费22.51012.51612171318二、经费来源191申请从专项经费获得的资助 200/202自筹经费来源/21 （1）其他财政拨款/20022 （2）单位自有货币资金/5023 （3）其他资金/五、课题的承担单位、参加单位及主要研究人员课题承担单位：广西生物质工程技术研究中心主要参加单位：广西科学院广西工业生物技术研究中心课题负责人姓 名性别年龄职务职称业务专业为本课题工作时间（%）所在单位周 兴男36副研究员微生物学50广西生物质工程技术研究中心黄志民男41研究员生物物理40广西科学院广西工业生物技术研究中心主要研究人员孙 靓女27助研分子生物学80广西科学院广西工业生物技术研究中心杨登峰男28助研微生物学30广西科学院广西工业生物技术研究中心黎贞崇男36副研究员生物物理40广西科学院广西工业生物技术研究中心王青艳女34助研生物技术40广西科学院广西工业生物技术研究中心孙菲菲女26助研发酵40广西科学院广西工业生物技术研究中心张穗生女34助研微生物学80广西科学院广西工业生物技术研究中心张 搏男26助研生物技术80广西科学院广西工业生物技术研究中心莫祺晖男36研究实习员遗传育种30广西生物质工程技术研究中心蒋永强男36助研微生物20广西生物质工程技术研究中心何达崇男43副研食品工程60广西生物质工程技术研究中心李 杰男43副研生物技术30广西生物质工程技术研究中心罗先群男42副研生物30广西生物质工程技术研究中心周维官男45副研微生物20广西生物质工程技术研究中心陆 琦男24研究实习员生物技术80广西科学院广西工业生物技术研究中心秦 艳女25研究实习员生物技术40广西科学院广西工业生物技术研究中心陆 雁女24研究实习员生物技术40广西科学院广西工业生物技术研究中心米慧芝女24研究实习员生物技术80广西科学院广西工业生物技术研究中心欧 娜女26研究实习员微生物80广西生物质工程技术研究中心六、任务书签订各方签章项目组织单位（甲方）：广西壮族自治区科学技术厅负责人（签字）： （公 章）年 月 日课题承担单位（乙方）：广西生物质工程技术研究中心课题负责人（签字）： （公 章） 年 月 日资金等匹配条件落实保证方：广西生物质工程技术研究中心乙方主管部门或地方科技厅（科委）： （公 章）负责人（签字）： 年 月 日科技部核准意见科技部项目主管司： （公 章）负责人（签字）： 年 月 日七、共同条款任务各方共同遵守国家科技支撑计划管理暂行办法（以下简称办法）：1乙方必须按要求编报年度计划执行情况、下一年度经费预算和有关统计报表，交甲方汇总后，及时上报科技部，逾期不报，科技部有权暂停拨款。2任务执行过程中，乙方如需调整任务，应根据办法中有关规定，向甲方提出变更内容及其理由的申请报告，经甲方审核后报科技部审定后实施。未经接到正式批准书以前，双方须按原任务书履行，否则后果由自行调整的一方负责。3乙方因某种原因（如：与可行性研究内容有出入、挪用经费、技术措施或某些条件不落实）致使计划无法执行，而要求中止任务，应视不同情况，部分、全部退还所拨经费；如乙方没有提出中止任务的要求，甲方可根据调查情况有权提出中止任务的处理建议，报科技部审核批准后执行。4乙方承担任务所需国拨经费按国家科技支撑计划专项经费管理暂行办法管理和使用。5甲方根据国家科技支撑计划经费开支的规定，监督经费的使用情况。凡不符合规定的开支，甲方