國家科技支撐計(jì)劃課題任務(wù)書

1、附件 6課題任務(wù)書編號(hào)：密級(jí)：秘密國家科技支撐計(jì)劃課題任務(wù)書項(xiàng)目名稱：木薯生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范課題名稱：木薯淀粉細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn)L-乳酸新技術(shù)研究項(xiàng)目組織單位：廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳課題申報(bào)單位：廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心課題負(fù)責(zé)人：周 興起止年限：2007年4月至2010年 5 月中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部二七年七月國家科技支撐計(jì)劃課題信息表課題編號(hào)課題名稱木薯淀粉細(xì)菌發(fā)酵法生產(chǎn) L-乳酸新技術(shù)研究項(xiàng)目組織單位廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳代碼E10密級(jí)絕密 機(jī)密 秘密 公開參加單位總數(shù)2 個(gè)名稱廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心課題承擔(dān)單位單位所在地廣西壯族自治區(qū)代碼450000通訊地址廣西

2、南寧市大學(xué)大嶺路 98 號(hào)郵編530003事業(yè)型研究單位 其他事業(yè)單位大專院校轉(zhuǎn)制為企業(yè)的科研院所單位性質(zhì)國有企業(yè) 集體所有制企業(yè)代碼BA合資企業(yè) 外商投資企業(yè)港、澳、臺(tái)投資企業(yè) 其他企業(yè)上級(jí)行政主管部門廣西科學(xué)院生物研究所代碼E10序號(hào)單位名稱其他主1廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)研究中心要參加單 位姓名周興性別男女課題負(fù)責(zé)人學(xué) 位博士碩士 學(xué)士 其他出生日期1970 年1職 稱高級(jí)中級(jí) 初級(jí) 其他專 業(yè)微生物學(xué)所在單位廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心身份證件身份證身份證件號(hào)碼聯(lián)系電話E-mail高級(jí)8 人，中級(jí)6 人，初級(jí) 6人，其他0 人；參加課題人數(shù)20 人。其中：2 人，碩士8 人，學(xué)士 10

3、0 人。博士人，其他投入人月數(shù)336 人月（本課題滿月度工作量人員數(shù)）起始時(shí)間2007年4月終止時(shí)間2010年 5月課題活動(dòng)類型應(yīng)用基礎(chǔ)研究應(yīng)用開發(fā) 產(chǎn)業(yè)化開發(fā) 其他能源 資源 環(huán)境 農(nóng)業(yè)材料制造業(yè)所屬技術(shù)領(lǐng)域交通運(yùn)輸 信息產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)人口與健康城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展公共安全與其他社會(huì)事業(yè)創(chuàng)新類型原始創(chuàng)新集成創(chuàng)新 引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新通過對(duì)乳酸菌進(jìn)行基因改造，構(gòu)建出 D- 乳酸脫氫酶缺陷型乳酸主要研究內(nèi)容 菌，并針對(duì)木薯淀粉和該菌種的特性改進(jìn)現(xiàn)有細(xì)菌發(fā)酵工藝及分離技 (100 字以內(nèi) ) 術(shù)，以較低的成本生產(chǎn)出符合國際標(biāo)準(zhǔn)的 L- 乳酸，使產(chǎn)酸率達(dá)到 15%左右，成品純度達(dá)到98% 以上。專利技術(shù)

4、標(biāo)準(zhǔn)新產(chǎn)品（或農(nóng)業(yè)新品種） 新工藝預(yù)期成果新裝置 新材料 計(jì)算機(jī)軟件論文論著研究報(bào)告其他預(yù)期知識(shí)產(chǎn)權(quán)獲得國外發(fā)明專利0項(xiàng)，國內(nèi)發(fā)明專利1項(xiàng)，其他0項(xiàng)。預(yù)期技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定2產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合是否經(jīng)費(fèi)預(yù)算450 萬元，其中專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)200 萬元。3一、目標(biāo)與任務(wù)（課題研究目標(biāo)； 課題研究內(nèi)容及任務(wù)分解：要解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和問題，技術(shù)方案和創(chuàng)新點(diǎn)等。）41、課題研究目標(biāo)本課題以木薯為原料， 主要利用分子生物學(xué)的手段， 對(duì)乳酸發(fā)酵工業(yè)常用乳酸菌進(jìn)行基因改造，構(gòu)建出 D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌，選育高產(chǎn)乳酸菌種， 通過對(duì)基因改造菌種發(fā)酵條件的優(yōu)化， 研究其反應(yīng)分離耦合技術(shù)、 高效乳

5、酸分離的工藝， 提高其發(fā)酵產(chǎn)乳酸水平和高濃度乳酸的耐受性，從而開發(fā)國內(nèi)外有廣泛需求的以木薯為原料的高純度 L- 乳酸新生產(chǎn)技術(shù)。 該新生產(chǎn)技術(shù)將達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)： 木薯淀粉的產(chǎn)酸率達(dá)到 15%左右；從木薯淀粉轉(zhuǎn)化到 L- 乳酸的發(fā)酵周期為 23天；所得的 L- 乳酸成品純度將達(dá)到 98%以上，且金屬離子、蛋白質(zhì)殘留量及產(chǎn)品色澤、耐熱性等均達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。2、課題研究內(nèi)容及任務(wù)分解：要解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和問題，技術(shù)方案和創(chuàng)新點(diǎn)等。（1）研究內(nèi)容及任務(wù)分解通過對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有發(fā)酵生成L- 乳酸的乳酸菌進(jìn)行基因改造， 構(gòu)建出D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌； 并針對(duì)木薯淀粉和該菌種的特性改進(jìn)現(xiàn)有細(xì)菌發(fā)酵工藝及分離技

6、術(shù)，以較低的成本生產(chǎn)出高純度的 L- 乳酸，滿足迅速增長的 L- 乳酸需求市場。廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心：篩選具有高活性的 L- 乳酸脫氫酶的菌株；對(duì)已改造的菌種進(jìn)行發(fā)酵 L- 乳酸的生產(chǎn)工藝研究；木薯發(fā)酵淀粉產(chǎn)業(yè)化的初步研究；發(fā)表文獻(xiàn)至少1 篇。廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)研究中心：發(fā)酵生成 L- 乳酸的乳酸菌基因工程改造； 高活性的 L- 乳酸脫氫酶基因的克??； 構(gòu)建出 D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌； 進(jìn)行產(chǎn) L- 乳酸基因工程菌的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)；發(fā)表文獻(xiàn)至少 2篇。52）要解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和問題菌種基因的改造本課題主要通過基因改造法將國內(nèi)外用于發(fā)酵生成L- 乳酸的乳酸菌所含有的 D-乳酸脫氫酶

7、敲除（knock-out ），從而構(gòu)建出 D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌。 由于該菌缺少 D-乳酸脫氫酶，因此在發(fā)酵過程中不會(huì)生成 D-乳酸，只能生成 L- 乳酸，從而提高了產(chǎn)品的純度。 但由于產(chǎn)L- 乳酸菌種自身的復(fù)雜代謝體系，致使對(duì)其的基因改造較難實(shí)現(xiàn)。目前已成功進(jìn)行基因改造的產(chǎn) L- 乳酸的菌種只有瑞士乳桿菌， 且仍處于實(shí)驗(yàn)階段， 尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。 另外，還需通過對(duì)基因改造菌種發(fā)酵條件的優(yōu)化來提高其產(chǎn)酸率， 才能使其在較短時(shí)間內(nèi)高效利用木薯淀粉來生成高純度（ 98%）的 L- 乳酸。高產(chǎn)乳酸菌種的選育通過篩選得到高產(chǎn)乳酸菌種， 提高其發(fā)酵產(chǎn)乳酸水平和高濃度乳酸的耐受性。現(xiàn)有細(xì)菌發(fā)酵工藝及

8、分離技術(shù)的改進(jìn)目前，圍繞乳酸生產(chǎn)的各個(gè)單元過程展開了許多研究， 形成了一系列新的發(fā)酵新工藝及分離技術(shù)。 但這些新的發(fā)酵工藝和分離技術(shù)是否適合我們所構(gòu)建的菌種， 仍是一個(gè)未知數(shù)， 因此需針對(duì)木薯淀粉和基因改造所得菌種的特性改進(jìn)現(xiàn)有細(xì)菌發(fā)酵工藝及分離技術(shù)， 從而保證在大規(guī)模生產(chǎn)階段能以較短時(shí)間（ 2-3 天）生產(chǎn)出高純度、達(dá)到聚合級(jí)別的 L- 乳酸。3）技術(shù)方案與創(chuàng)新點(diǎn)技術(shù)方案6淀粉質(zhì)原料調(diào)漿D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌的構(gòu)建液化試管菌種種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)大罐發(fā)酵加碳酸鈣發(fā)酵液板框過濾 （膜過濾）菌體飼料酸解過濾硫酸鈣渣脫色離交淡乳酸真空濃縮酯化 精制濃縮高純度 L- 乳酸成品創(chuàng)新點(diǎn)本課題的創(chuàng)新點(diǎn)在于通

9、過對(duì)現(xiàn)有乳酸菌采用基因改造的方法， 構(gòu)建一種 D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌。該菌種將能高效地發(fā)酵木薯淀粉生產(chǎn)高純度、達(dá)到聚合級(jí)別的 L- 乳酸。7二、預(yù)期成果及考核指標(biāo)（主要技術(shù)指標(biāo)：如形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝置、論文專著等數(shù)量、 指標(biāo)及其水平等； 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：如技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用所形成的市場規(guī)模、效益等； 項(xiàng)目實(shí)施中形成的示范基地、中試線、生產(chǎn)線及其規(guī)模等；人才隊(duì)伍建設(shè)；其他應(yīng)考核的指標(biāo)。）81、主要技術(shù)指標(biāo)（1）生產(chǎn)工藝本課題完成后， 可使木薯淀粉的產(chǎn)酸率達(dá)到 15%左右，從木薯淀粉轉(zhuǎn)化到 L- 乳酸的發(fā)酵周期為 2-3 天。所得的 L- 乳酸成品純度將達(dá)到 98%以上且

10、金屬離子、 蛋白質(zhì)殘留量及產(chǎn)品色澤、 耐熱性等均達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。2）知識(shí)產(chǎn)權(quán)本課題將構(gòu)建一種新的基因工程乳酸菌，并為該菌種申請(qǐng)1 項(xiàng)國家專利，并發(fā)表 2-3 篇菌種基因改造方面和技術(shù)工藝方面的文獻(xiàn)。（3）國內(nèi)外同類技術(shù)或產(chǎn)品的競爭分析以基因改造菌種生產(chǎn) L- 乳酸的競爭性分析如能成功地運(yùn)用基因改造法直接對(duì)現(xiàn)有工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的菌種進(jìn)行改良，將國內(nèi)外用于發(fā)酵生成 L- 乳酸的乳酸菌所含有的 D-乳酸脫氫酶敲除（ knock-out ），從而構(gòu)建出 D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌，將其投入到 L- 乳酸大規(guī)模生產(chǎn)中，則相對(duì)于目前工藝可以減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本。木薯為原料生產(chǎn)L- 乳酸的競爭性分析目

11、前國內(nèi)外大多數(shù)以發(fā)酵法生產(chǎn) L- 乳酸的工藝研究集中在玉米、大米、馬鈴薯等糧食作物，由于不符合“非糧原油” ，其發(fā)展必然受到限制，而作為非糧的木薯，不但發(fā)展空間廣闊，而且也符合國家發(fā)展的原則。利用木薯淀粉的技術(shù)難點(diǎn)在于：木薯淀粉缺乏某些營養(yǎng)物質(zhì)，較難維持普通乳酸菌的大量繁殖，但本課題通過基因改造法構(gòu)的乳酸菌將改變這一局面。2、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)9本項(xiàng)目研究處于小試階段。 本課題完成后， 即可進(jìn)入中試階段。按噸級(jí)發(fā)酵罐的中試規(guī)模，若以建立年產(chǎn)一萬噸L- 乳酸的產(chǎn)業(yè)為測算基礎(chǔ)，按目前L- 乳酸的市場價(jià)格18000 元/ 噸來計(jì)算，年新增產(chǎn)值 11487 萬元，新增產(chǎn)品銷售收入可達(dá)1.8 億元，新增利稅約

12、6512萬元。如產(chǎn)品出口國外，則可以年創(chuàng)匯將近2 千多萬美元。按企業(yè)應(yīng)征所得稅為 18%來計(jì)算的話， 則為國家新增稅收約1172 萬元 / 年。3、項(xiàng)目實(shí)施中形成的示范基地、中試線、生產(chǎn)線及其規(guī)模等本課題的研究開發(fā)規(guī)模為小試， 地點(diǎn)在廣西科學(xué)院的中試基地。無示范基地、中試線。4、人才隊(duì)伍建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施中注重人才培養(yǎng)，通過本課題的開展，將組成聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，圍繞木薯為原料的細(xì)菌法生產(chǎn)L- 乳酸的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究攻關(guān)，解決各種技術(shù)難題和創(chuàng)造新技術(shù)和新產(chǎn)品成果，開展生產(chǎn)示范。有機(jī)組織項(xiàng)目的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)，保證項(xiàng)目的成果水平。另外，項(xiàng)目實(shí)施中注重人才培養(yǎng)，通過項(xiàng)目的實(shí)施，為國家培養(yǎng)高水平的技術(shù)人才

13、。獲得一項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品申報(bào)專利。通過項(xiàng)目的實(shí)施，初步形成一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的L- 乳酸研發(fā)人才隊(duì)伍。同時(shí)，培養(yǎng)博士12 名，碩士 45 名。5、他應(yīng)考核的指標(biāo)無。10三、課題年度計(jì)劃及年度目標(biāo)年度課題年度計(jì)劃及年度目標(biāo)2007 年2008 年2009 年2010 年計(jì)劃：篩選具有高活性的 L- 乳酸脫氫酶的菌株，并克隆高活性的 L- 乳酸脫氫酶基因。目標(biāo)：篩選出 3-5 個(gè)高活性的菌株。計(jì)劃：改造發(fā)酵生成 L- 乳酸的乳酸菌基因工程菌，并構(gòu)建出 D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌。目標(biāo)：構(gòu)建出 2-3 個(gè) D-乳酸脫氫酶缺陷型乳酸菌。計(jì)劃：進(jìn)行產(chǎn) L- 乳酸基因工程菌的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)；對(duì)已改造的菌種進(jìn)

14、行發(fā)酵 L- 乳酸的生產(chǎn)工藝研究。目標(biāo)：木薯淀粉轉(zhuǎn)化到 L- 乳酸的發(fā)酵周期為 2-3 天， L- 乳酸成品純度將達(dá)到 98%以上。計(jì)劃：木薯發(fā)酵淀粉產(chǎn)業(yè)化的初步研究；撰寫論文、申請(qǐng)專利、項(xiàng)目總結(jié)和鑒定等。目標(biāo)：申請(qǐng)專利 1 項(xiàng)，發(fā)表論文 2-3 篇，完成項(xiàng)目鑒定。11四、課題經(jīng)費(fèi)來源與支出預(yù)算單位：萬元（保留兩位小數(shù)）序預(yù)算科目名稱合計(jì)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)自籌經(jīng)費(fèi)號(hào)1一、經(jīng)費(fèi)支出45020025021設(shè)備費(fèi)10050503（ 1）購置設(shè)備費(fèi)10050504（ 2）試制設(shè)備費(fèi)5（ 3）設(shè)備改造與租賃費(fèi)62材料費(fèi)1756111473測試化驗(yàn)加工費(fèi)50203084燃料動(dòng)力費(fèi)25151095差旅費(fèi)2520510

15、6會(huì)議費(fèi)42.51.5117國際合作與交流費(fèi)11.574.5128出版 /文獻(xiàn) /信息傳播 /知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)22139勞務(wù)費(fèi)254.520.51410專家咨詢費(fèi)10821511管理費(fèi)22.51012.51213二、經(jīng)費(fèi)來源191申請(qǐng)從專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)獲得的資助/200202自籌經(jīng)費(fèi)來源/21（ 1）其他財(cái)政撥款/20022（ 2）單位自有貨幣資金/5023（ 3）其他資金/7五、課題的承擔(dān)單位、參加單位及主要研究人員課題承擔(dān)單位：廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心主要參加單位：廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)研究中心課題負(fù)責(zé)人為本課題工姓名性別 年齡職務(wù)職稱業(yè)務(wù)專業(yè)周興男36副研究員微生物學(xué)黃志民男41研究員生物物

16、理主要研究人員孫靚女27助研分子生物學(xué)楊登峰男28助研微生物學(xué)黎貞崇男36副研究員生物物理王青艷女34助研生物技術(shù)孫菲菲女26助研發(fā)酵張穗生女34助研微生物學(xué)張搏男26助研生物技術(shù)莫祺暉男36研究實(shí)習(xí)員遺傳育種蔣永強(qiáng)男36助研微生物何達(dá)崇男43副研食品工程李杰男43副研生物技術(shù)羅先群男42副研生物周維官男45副研微生物陸琦男24研究實(shí)習(xí)員生物技術(shù)秦艷女25研究實(shí)習(xí)員生物技術(shù)陸雁女24研究實(shí)習(xí)員生物技術(shù)米慧芝女24研究實(shí)習(xí)員生物技術(shù)所在單位作時(shí)間（ %）廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)40研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)80研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)30研究中心廣西

17、科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)40研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)40研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)40研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)80研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)80研究中心廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)80研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)40研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)40研究中心廣西科學(xué)院廣西工業(yè)生物技術(shù)80研究中心8歐娜女26研究實(shí)習(xí)員微生物80廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心9六、任務(wù)書簽訂各方簽章項(xiàng)目組織單位（甲方）：廣

18、西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳負(fù)責(zé)人（簽字）：（公章）年月日課題承擔(dān)單位（乙方）：廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心課題負(fù)責(zé)人（簽字）：（公章）年月日資金等匹配條件落實(shí)保證方：廣西生物質(zhì)工程技術(shù)研究中心乙方主管部門或地方科技廳（科委） ：（公章）負(fù)責(zé)人（簽字）：年月日科技部核準(zhǔn)意見科技部項(xiàng)目主管司：（公章）10負(fù)責(zé)人（簽字）：年月日11七、共同條款任務(wù)各方共同遵守 國家科技支撐計(jì)劃管理暫行辦法 （以下簡稱 辦法）：1乙方必須按要求編報(bào)年度計(jì)劃執(zhí)行情況、下一年度經(jīng)費(fèi)預(yù)算和有關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，交甲方匯總后，及時(shí)上報(bào)科技部，逾期不報(bào)，科技部有權(quán)暫停撥款。2任務(wù)執(zhí)行過程中，乙方如需調(diào)整任務(wù)，應(yīng)根據(jù)辦法中有關(guān)規(guī)定，向甲方提出變更內(nèi)容及其理由的申請(qǐng)報(bào)告， 經(jīng)甲方審核后報(bào)科技部審定后實(shí)施。 未經(jīng)接到正式批準(zhǔn)書以前， 雙方須按原任務(wù)書履行， 否則后果由自行調(diào)整的一方負(fù)責(zé)。3乙方因某種原因（如：與可行性研究內(nèi)容有出入、挪用經(jīng)費(fèi)、技術(shù)措施或某些條件不落實(shí)） 致使計(jì)劃無法執(zhí)行， 而要求中止任務(wù)， 應(yīng)視不同情況，部分、全部退還所撥經(jīng)費(fèi)； 如乙方?jīng)]有提出中止任務(wù)的要求， 甲方可根據(jù)調(diào)查情況有權(quán)提出中止任務(wù)的處理建議，報(bào)科技部審核批準(zhǔn)后執(zhí)行。4乙方承擔(dān)任務(wù)所需國撥經(jīng)費(fèi)按國家科技支撐計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)管理暫行辦法管理和使用。5甲方根據(jù)國家科技支撐計(jì)劃經(jīng)費(fèi)開支的規(guī)定，監(jiān)督經(jīng)費(fèi)的使用情況。凡不符合規(guī)定的開支，