拟提名山东科学技术奖励项目.docx
《拟提名山东科学技术奖励项目.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拟提名山东科学技术奖励项目.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
拟提名山东科学技术奖励项目
拟提名2018年度山东省科学技术奖励项目（科技进步）公示表
项目名称
绿藻资源的生物转化关键技术研发及产业化应用
提名单位
意见
我单位认真审阅了该项目提名材料，相关内容符合山东省科学技术奖的提名要求。
该项目针对我国主要大型海洋绿藻资源（浒苔、石莼）利用不足、附加值低、技术亟待升级及海洋环境等问题，通过协同创新，攻克了依托绿色高效的生物发酵、代谢调控与转化等现代工业生物技术开发海洋绿藻资源的技术难题，实现产业化，推动海藻产业的工艺革新与产品创新。
项目主要科技创新是：
（1）系统阐明绿藻糖链结构特征、理化特性及生物学功能，首次构建绿藻工具酶系，完善了绿藻高值利用的理论基础；
（2）创建绿藻生物转化关键技术，突破了藻体温和破壁液化与高效提取技术瓶颈，开拓了绿藻综合利用新领域；（3）搭建起目前世界唯一的绿藻资源化利用创新平台，成立首个国家级绿藻研究与应用技术中心，培育出绿藻源生物制品新型产业；（4）成功开发绿藻系列生物功能制品，并率先在农用制品领域实现绿藻精深加工的成果转化与产业化推广，提升绿藻产业技术水平。
项目提报授权专利10项，发表SCI文章10篇，成果整体水平达到国际领先。
该项目推广应用，近三年累积新增直接经济效益46773.95万元，间接经济效益5247.4万元，为我国绿藻资源的高值利用与多元产品开发提供了重要的技术支撑和良好的应用示范。
参照山东省科学技术奖授奖条件，提名该项目为2018山东省科技进步奖一等奖。
项目简介
浒苔（Enteromorphaprolifera）和石莼（Ulvalactuca）是我国黄海、东海分布最主要的两类大型绿藻，同属于绿藻纲、石莼目，具有良好食、药用价值（本草纲目、临海异物志等）。
其中条浒苔（俗称海苔）年养殖量有10万吨以上；野生石莼资源超过50万吨；在我省黄海海域自07年来连续11年暴发绿潮浒苔，年生物量达1000万吨。
作为三种海洋大型藻类之一的绿藻，相比褐藻、红藻，其基础研究薄弱，利用水平不高，缺乏精深加工的关键技术及相关质量标准，只有突破上述瓶颈，才能有效提升我国绿藻加工产业的整体水平。
项目组以绿藻浒苔、石莼为研究对象，针对藻体胞壁特性、多糖结构、理化质构特性及生物活性进行系统研究；探索出一系列具有自主知识产权的绿藻生物工程技术，攻克了绿藻温和高效转化关键技术，率先实现绿藻综合利用及其产品的成果转化与产业化推广，实现精准生物肥、绿藻多糖等农用制品的生产，新增直接经济效益46773.95万元，间接经济效益5247.4万元，获得显著示范效应、经济效益。
具体创新内容包括：
（1）系统性阐明了绿藻糖链分子结构、理化性质、生物学功能及其空间定量构效关系，首次构建以硫酸鼠李糖水解酶、葡萄糖醛酸裂合酶为主的绿藻工具酶系，明晰酶多位点催化与调控机制，完善了绿藻工具酶基础理论体系，为高值化应用奠定理论基础。
（2）创新性建立了绿藻资源的生物转化关键技术，突破了藻体温和破壁液化与高效提取转化技术瓶颈，开发了具有自主知识产权菌株的绿藻工具酶的液体高通量发酵与规模化制备技术、高浓度绿藻（12-15%w/v）酶酵耦合液化技术、基于计算机在线智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精准制备技术、人工智能神经网络下的糖链构效实时预测系统、稳定性叶绿素制取以及非酸温和预处理乙醇转化技术，开拓了绿藻资源高值化综合利用的新领域。
（3）成立首个国家级绿藻研究与应用技术中心，搭建起目前唯一的绿藻资源化利用技术集成、中试放大、人才培养、信息共享、产品孵化的创新平台，建立起硫酸鼠李多糖、低聚糖、小分子活性提取物检测方法、质量标准及性能评价等应用技术体系。
（4）开发绿藻多糖工具酶、硫酸鼠李低聚糖、稳定性叶绿素、农用精准生物肥、功能性饲料添加剂、新型植物病害生物防治等生物制品。
在农用制品领域实现绿藻精深加工的成果转化与产业化推广，开拓了我国海藻加工的利用范围，有效完善了产业整体技术水平。
项目技术成果自2012年进行绿藻酶酵耦合液化中试放大，在青岛海大生物集团有限公司转化并批量生产。
2015年依托绿藻提取物高效制备技术依次建成年产300吨绿藻多糖、年产1万吨级海藻菌肥、年产1万吨级海藻有机复混肥生产线，实现了18种绿藻产品的产业化应用。
2016年发酵产物下游分离与制取技术在威海温喜生物科技有限公司进行转化应用，建成年产2万吨级海藻有机肥及复混肥料生产线。
以上成果转化，有力推动企业的科技进步，完成单位累计新增直接经济效益46773.95万元。
期间通过创新，在绿藻生物转化关键技术及应用领域获得国家授权专利10项，发表高水平SCI论文10篇。
客观评价
1.青岛市科技成果标准化评价
（1）2017年6月13日，青岛市科技成果标准化评价报告（青科评备2017050268），评价认为：
“该成果技术成熟度为13级，技术创新度为4级，技术整体先进性为7级。
根据各指标的等级及相关技术水平，并结合专家的咨询和判断，认定该成果整体水平达到国际领先水平。
”
2.科技查新评价
（1）山东省科学院情报所股内外科技查新报告（201715311468）查新结论：
“本查新项目研究绿藻资源的生物转化关键技术与应用开发。
以绿藻浒苔或石莼为原料，利用专一性微生物进行快速液体深层发酵。
构建高浓度绿藻生物定向酶酵耦合技术，实现藻体快速液化、活性物高效提取与转化的目的。
依据计算机在线控制不同功能因子需求，建立快捷、高效、准确的下游活性物制取技术。
通过特征因子筛选、评价与营养配伍，应用于农用精准生物肥、功能性饲料添加剂、微生态制剂、富含硫酸鼠李寡糖的绿藻汁制品等及生物乙醇的开发。
本查新项目研究的绿藻资源生物转化关键技术以及研发的产品在国内外未见相同文献报道”。
3.项目鉴定验收意见评价
2015年12月24日国家海洋局组织相关专家对海洋公益行业科研专项“突发性聚集绿潮藻工程化快速处置及高值利用技术研究与示范”进行项目鉴定验收。
表明在项目执行期间，完成了绿藻工程化快速处置与高值化利用技术开发；研制出浒苔肥料、饲料等新产品10项，绿藻生物质能实现中试；产品实现产业化生产和规模应用，取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。
4.技术评价
中国工程院院士、中国海洋大学校长、青岛海洋生物医药研究院院长，管华诗教授对绿藻温和破壁液化与高效提取转化技术的评价认为：
“该技术建立在扎实的绿藻基础理论研究基础上，从藻体胞壁特性、多糖分子结构、理化特性、活性作用机制等方面入手，结合海洋微生物酶工程、酶解产物分析、生物活性物质和应用微生物领域等研究工作。
探索出具有自主知识产权的现代生物工程转化技术。
开发富含多种功能因子的农用、饲用生物制品，实现绿藻资源的高效利用和产业化示范推广。
有效解决了我国绿藻资源高值化开发与利用的技术瓶颈，延伸海藻加工上、下游产业链。
实现经济效益的同时，也得到了较好的社会、环境效益。
”
5.文献评价
项目实施期间发表的文章成果经SCI/EI检索表明，文章均收录与国际SCI期刊杂志，且文章相关技术已被国际重要期刊引用多次。
例如：
（1）文献“OptimizationstudyonthehydrogenperoxidepretreatmentandproductionofbioethanolfromseaweedUlvaproliferabiomass.LiY,CuiJ,ZhangG,WangP,etal.（2016）BioresourceTechnology214:
144-9”被Yu-LoongLoow等在国际重要期刊“EnergyConversionandManagement”发表的研究文章“Improvementofxyloserecoveryfromthestalksofoilpalmfrondsusinginorganicsaltandoxidativeagent”中引用：
“Furthermore,theextractionofthehemicelluloseusingthisnovelintegrationmethodwascomparabletocombinationwiththeFentonreagent,H2O2forpretreatingavarietyoflignocellulosicbiomass.”，作为一种高效的木质纤维素预处理转化生物乙醇的经典方法进行对比分析，并对其乙醇转化率予以肯定。
（2）文献“ProductionofenzymesbyAlteromonassp.A321todegradepolysaccharidesfromEnteromorphaprolifera.LiY,WangJ,YuY,LiX,JiangX,HwangH,WangPetal.,（2013）CarbohydratePolymers98:
988–994”被FatemehRahimi等在国际重要期刊“Journalofappliedphycology”发表的研究文章“UlvanfromgreenalgaeUlvaintestinalis:
optimizationofultrasound-assistedextractionandantioxidantactivity”中引用“Although,later,applyingenzyme-basedproceduresintheisolationofpolysaccharidespromisedhigheryieldsandstructuralintegrity”，表明生物酶法降解在绿藻多糖提取中可得到较高产率，且有利于保证产物分子构象。
6.用户评价
（1）青岛海大生物集团有限公司对项目发酵产物下游分离与活性物质提取制备技术进行应用与产品开发。
2015.01-2017.12期间，公司成功开发绿藻多糖、绿藻微生物菌肥等产品，建立年产1万吨级海藻微生物菌肥生产线、年产300吨浒苔多糖生产线1条、年产1万吨级海藻有机肥及复混肥料生产线；近三年，销售的浒苔多糖、绿藻微生物菌肥、绿藻有机肥、绿藻复混肥累计新增销售额42745.10万元，新增利润10360.13万元。
（2）威海温喜生物科技有限公司对项目中间产物和终产物进行产品开发和应推广。
2016.01-2017.12期间，制备海藻生物肥、土壤调理剂，实现浒苔活性提取物质在肥料中的产业化应用与推广，累计推广面积达6.5万亩，累积新增销售额4028.85万元，新增利润472.80万元。
（3）浙江露笑农业生产资料有限公司进行绿藻发酵产物下游分离与活性物质提取制备技术的应用试验。
应用期间共销售浒苔多糖，绿藻有机肥、绿藻复混肥5400吨，累计新增销售额1825万元，新增利润492万元，该肥料能够完全满足作物生长养分所需，具有抗逆增药效作用，同时绿藻活性寡糖成分能提高作物抗逆性，增强作物抵抗力，提高肥料有效养分利用率的特点，价格合理，深得本地区农民的喜爱和欢迎。
（4）中泰和（北京）科技发展有限公司与青岛海大生物集团有限公司合作，项目技术2016年在中泰和（北京）科技发展有限公司进行转化应用，随着配方升级及加工工艺的改进，优质高效母猪、仔猪配合饲料年的销量逐年递增，累积推广配合饲料2100吨，实现累积新增销售额2907万元，新增利润348.8万元。
（5）青岛金凤凰果品有限公司进行绿藻浒苔酵解生物肥在黑莓及葡萄上的应用试验。
2016.01-2017.10，在青岛即墨市金口金凤凰生态种植试验田。
在黑莓应用方面，与对照相比，VC含量提高12.2%，植物黄酮含量提高8.2%，花青素含量提高7.9%，亩增产9.5%；在葡萄应用方面，可溶性总糖、可溶性固形物平均提高了5.6%和7.6%，每亩增产葡萄408kg，增产率达12.6%，亩增收1.02万元。
实现累积新增销售额515.40万元，新增利润73.42万元。
7.检测评价
（1）2014年12月29日，山东省产品质量检验研究院对项目中的生物有机肥产品进行检验（报告编号：
QC055885-2014），认为按NY884-201规定的检测要求，送检样品中检测指标有效活菌数（cfu）0.99亿/g，有机质（以干基计）45.7%等符合检验标准。
（2）2015年5月11日，山东省产品质量检验研究院对项目中的土壤调理剂产品进行检验（报告编号：
QC051055-2015），认为按Q/370202HDS012-2014规定的检测要求，送检样品中检测指标钙的质量分数35.7%，有机质的质量分数11.2%等符合检验标准。
（3）2015年5月12日，山东省产品质量检验研究院对项目中的有机水溶肥料（水剂）产品进行检验（报告编号：
QC05103-2015），认为按Q/370202HDS010-2014规定的检测要求，送检样品中检测指标pH7.2，有机质含量140%等符合检验标准。
（4）2015年4月21日，山东省产品质量检验研究院对项目中的有机水溶肥料（粉剂）产品进行检验（报告编号：
QC050890-2015），认为按Q/370202HDS010-2014规定的检测要求，送检样品中检测指标有机质含量47.1%，钾含量19.3%等符合检验标准。
8.媒体报道评价
（1）2017年6月24日，中央电视台CCTV-2《第一时间》节目对青岛浒苔无害化处理与变废为宝利用情况进行了报道：
“浒苔经专业打捞设备打捞上岸后进行统一脱水处理，水分含量减少70%，形成3.5吨的打包块。
运输至工厂后对其进行脱沙与成分检测，根据其特征性糖类含量不同进行分类利用，植物促生长激素含量高的可作为生物有机肥生产原料，硫酸鼠李聚糖含量高的可用于水产动物饲用添加剂生产原料。
”
（2）2016年7月22日，中央电视台CCTV-13《朝闻天下》和《新闻直播间》节目对青岛绿藻浒苔的资源量及处置利用情况进行了报道：
“浒苔生物资源量巨大，海上打捞来的新鲜浒苔富含碳水化合物、蛋白质、矿物质及微量元素等，经脱水、脱沙、打包预处理后，结合特定工艺提取其中的硫酸多糖，进行海藻生物肥的制备，可用于植物肥料及具有抗病促生长作用的动物性饲料等，应用广泛。
”
（3）2015年12月2日，中国化肥网对青岛海大生物集团有限公司“海状元”海藻肥进行报道评论。
“研发的海藻多糖在肥料中的添加技术，大大提高了肥料的利用率，减少了化学肥料的投放，对我国“土壤减肥，化肥零增长”的目标实现意义重大，已大量应用于国内多家上市公司的产品中，推动了传统化学肥料的升级和换代。
”
推广应用
情况
自项目实施应用以来，开发的绿藻多糖、绿藻功能性肥料（有机肥、复混肥、叶面肥、冲施肥、微生物肥等）等产品已经在青岛海大生物集团有限公司、威海温喜生物科技有限公司分别实现了产业化生产和推广应用。
大田实验表明，绿藻系列生物肥能够有效提高植物抗病抗逆能力，提高作物产量与品质，市场效果反响良好。
其中近三年（2015-2017年），累计推广面积达387.5万亩，新增直接经济效益46773.95万元，间接经济效益5247.4万元。
具体情况表述如下：
（1）项目技术2015年开始在青岛海大生物集团有限公司转化建成了建立了年产1万吨级海藻微生物菌肥生产线、年产300吨浒苔多糖生产线1条、年产1万吨级海藻有机肥及复混肥料生产线；近三年，销售的绿藻多糖、绿藻有机肥等累计新增销售额42745.10万元，新增利润10360.13万元。
旁证材料见附件29、35、36、38.
（2）项目技术2016年在威海温喜生物科技有限公司进行转化应用，建成了年产2万吨级海藻有机肥及复混肥料生产线，经示范推广和应用，经济效益显著。
销售的绿藻生物肥累计新增销售额4028.85万元，新增利润472.80万元。
旁证材料见附件30、37、39.
（3）项目技术2016年在中泰和（北京）科技发展有限公司进行转化应用，随着配方升级及加工工艺的改进，优质高效母猪、仔猪配合饲料年的销量逐年递增，累积推广配合饲料2100吨，实现累积新增销售额2907万元，新增利润348.8万元。
旁证材料见附件31.
（4）项目技术2016年在浙江露笑农业生产资料有限公司进行转化应用，2016-2017共销售浒苔多糖，绿藻有机肥、绿藻复混肥5400吨，累计累积新增销售额1825万元，新增利润492万元，该肥料能够完全满足作物生长养分所需，价格合理，深得本地区农民的喜爱和欢迎。
旁证材料见附件32.
（5）项目技术2016年在青岛金凤凰庄园果品有限公司进行应用探究。
发现绿藻浒苔酵解生物肥可以不同程度的改善土壤理化性质，促进植株生长，实现黑莓和葡萄亩产增收9.5%和12.6%，实现新增销售额515.40万元，新增利润73.42万元。
新增旁证材料见附件33.
主要知识产权证明目录
序号
知识产权
类别
知识产权具体名称
权利人
发明人
发明专利有效状态
1
发明专利
一种交替单胞菌及用其生产凝胶型浒苔多糖降解酶的方法
中国海洋大学
王鹏，李银平，江晓路
授权有效
2
发明专利
一种利用浒苔多糖制备富含鼠李糖硫酸酯嵌段寡糖的方法
中国海洋大学
王鹏，李银平
授权有效
3
发明专利
一种利用浒苔快速制备水溶性色素的方法
中国海洋大学
王鹏，黄志俊，皎皎
授权有效
4
发明专利
含石莼寡糖的石莼汁制品及其制备方法
中国海洋大学
江晓路，李国霞，沈照鹏
授权有效
5
发明专利
一种快速制备稳定浒苔叶绿素的方法
中国海洋大学
王鹏，黄志俊
授权有效
6
发明专利
一种利用浒苔制备β-葡聚糖的方法
中国海洋大学
王鹏，乔乐克
授权有效
7
发明专利
利用AlteromonascolwellianaA321发酵浒苔制备生物肥
中国海洋大学
王鹏，王进
授权有效
8
发明专利
浒苔硫酸多糖-铈配合物液体肥料的制备方法
青岛海大生物集团有限公司
李秀珍；单俊伟；宋海妹
授权有效
9
发明专利
一种绿藻茶及其制备方法
青岛海大生物集团有限公司
单俊伟，赫晓晨，王海华，娇晓阳
授权有效
10
发明专利
一种双藻寡糖颗粒肥及其制备方法
青岛海大生物集团有限公司
单俊伟，王海华，马栋
授权有效
代表性论文专著目录
序号
论文专著名称
发表刊物（出版社）
发表（出版）时间
作者（按刊物发表顺序）
1
Directionalpreparationofanticoagulant-activesulfatedpolysaccharidesfromEnteromorphaproliferausingartificialneuralnetworks
ScientificReports
2018-02
JiefenCui,YinpingLi,ShixinWang,YongzhouChi1,HueyminHwang,PengWang*
2
SubmergedliquidfermentationofUlvaproliferaMüllertissueandapplicationsforimprovinggrowthperformanceinjuvenileabalone（HaliotisdiscushannaiIno）
JournalofAppliedPhycology
2018-01
YongzhouChi,LekeQiao,SiqiZuo,HaiyingYan,ChunyingDu,HueyminHwang,PengWang*
3
AnovellowmolecularweightEnteromorphapolysaccharide-iron（III）complexanditseffectonratswithirondeficiencyanemia（IDA）
InternationalJournalofBiologicalMacromolecules
2017-12
JiefenCui,YinpingLi,PengYu,QipingZhan,JingfengWang,YongzhouChi,PengWang*
4
EffectofextractiontechniquesonpropertiesofpolysaccharidesfromEnteromorphaproliferaandtheirapplicabilityinironchelation
Carbohydratepolymers
2017-11
YongzhouChi,YinpingLi,GaoliZhang,YaqiGao,HanYe,JianGao,PengWang*
5
CompositionalandstructuralcharacteristicsofsulfatedpolysaccharidefromEnteromorphaprolifera
Carbohydratepolymers
2017-02
YuanYu,YinpingLi,
ChunyingDu,HaijinMou,
PengWang*
6
Impactofalkalipretreatmentonyield,physico-chemicalandgellingpropertiesofhighqualityagarfromGracilariatenuistipitata
FoodHydrocolloids
2016-11
LianjieWang,ZhaopengShen,HuiminMu,YueLin,JingliangZhang,XiaoluJiang*
7
OptimizationstudyonthehydrogenperoxidepretreatmentandproductionofbioethanolfromseaweedUlvaproliferabiomass
Bioresourcetechnology
2016-04
YinpingLi，JiefenCui,
GaoliZhang,Zhengkun
Liu,HuashiGuan,
HueyminHwang,Winfred
G.Aker,PengWang*
8
PurificationandcharacterizationofpolysaccharidesdegradasesproducedbyAlteromonassp.A321
Internationaljournalofbiologicalmacromolecules
2016-01
YinpingLi，WeihuaLi，
GaoliZhang，XuqiangLu，
HueyminHwang，Winfred
G.Aker，HuashiGuan，
PengWang*
9
Rheologicalproperties,gellingbehaviorandtexturecharacteristicsofpolysaccharidefromEnteromorphaprolifera
Carbohydratepolymers
2015-10
LekeQiao，YinpingLi，
Yongzhou
升级会员 