【文章內容簡介】 作穩(wěn)定性；獲得最佳固定化條件和催化反應條件。 (4)化學法合成生物柴油工藝條件的改進 對傳統(tǒng)的化學法合成生物柴油工藝進行改進和優(yōu)化，克服其工藝復雜、醇消耗量大、產物不易回收、環(huán)境污染大等缺點，提高轉化率，為現(xiàn)有的生物柴油廠解決工藝難題。固體酸堿催化劑的研究，固體酸堿催化生物柴油具有催化劑使用和時間長、易回收，環(huán)境污染小等優(yōu)點，在實驗室中制備不同的酸堿固體催化劑，測試其催化效率和使用壽命、 催化條件，為工業(yè)化生產提供前期準備和實驗數(shù)據(jù)。 (5)小球藻的培養(yǎng)及藻油制備生物柴油的研究 生物柴油規(guī)模化生產目前遇到的主要問題是原料問題，而藻類具有培養(yǎng)條件簡單，營養(yǎng)要求少，產量高、占地少等優(yōu)點，成為近年來的生物柴油原料研究熱點。本實驗室對采自內蒙古的產油微藻進行生物性質測定，優(yōu)化其培養(yǎng)條件和培養(yǎng)基成分，提高其含油量。對微藻油脂的提取工藝進行探索，比較不同提取工藝的優(yōu)缺點，選擇最適的提取工藝并優(yōu)化提取條件。將提取出的微藻油脂進行生物柴油的轉化，測定化學法和生物法的轉化率和轉化條件，為以微藻為原料生產生物柴 油的工業(yè)化生產提供前期準備。 (6)與企業(yè)合作進行技術開發(fā) 在國內化學法已經大規(guī)模的工業(yè)化生產，但在能耗和環(huán)境污染方面化學法有較多缺點，本實驗室在具體問題上和企業(yè)一起進行了大量的研究，而且部分技術已經在企業(yè)實踐，取得較好 10 的經濟效益和環(huán)境效益。目前實驗室研究合成的異相固體酸堿催化劑以及酶法固定化全細胞催化劑需要進一步和相關企業(yè)合作，進行中試生產研究，以便將來能實現(xiàn)工業(yè)化生產。 3)生物制漿研究 制漿造紙工業(yè)是重要的國民經濟行業(yè)，創(chuàng)造了巨大的經濟效益，但是目前采用的化學法制漿造成的環(huán)境污染以及能源資源的極大消耗 嚴重制約了行業(yè)的發(fā)展。為了解決這一問題，在制漿造紙技術越來越廣泛的應用了生物技術對傳統(tǒng)方法進行改進，結果帶來意想不到的效果，產生了許多如：化學生物制漿法，生物制漿法等新的方法，使這樣一個傳統(tǒng)產業(yè)又煥發(fā)了青春。生物制漿采用微生物酶降解原料中的木質素得到纖維，因此相比傳統(tǒng)的化學方法可以做到，無污染物、零排放、無臭味，生物制漿的廢液處理是很好的生物有機肥料，從而實現(xiàn)生物資源的綜合利用。采用此方法生產不會損傷原料中纖維，相比于傳統(tǒng)化學方法出漿率、紙漿強度、不透明度、印刷密度均有提高，同時還可以節(jié)約比機械漿能耗。除此 之外，生物技術在制漿工藝方面還可以應用于提高制漿白度；利用生物酶進行廢舊紙張的脫墨；利用生物技術除去樹脂障礙等領域。 主要 研究內容 包括 ： (1)對降解木質素的菌種進行篩選 從自然界中采集樣品，對采集到的樣品微生物分離篩選，利用單寧酸作為指示劑進行平板初篩，鐵氰化鉀作為指示劑進行搖瓶復篩得到具有降解木質素能力的微生物菌種。 (2)對降解木質素酶活的測定及產酶條件的優(yōu)化 漆酶、木質素氧化酶酶、錳過氧化酶是降解木素過程中有效的 3 種微生物酶，測定篩選到的微生物菌種這 3 種酶的酶活力，并找出最佳的產酶條件。 (3)原料預 處理 對速生楊樹和構樹進行高溫預處理，破壞其木質素和纖維素之間的結構，通過測定卡伯值來挑選最佳預處理條件。 (4)生物降解 利用為生物酶進一步降解預處理后原料中的木質素，對實驗得到的漿液進行各種國標檢測，使紙漿符合國家標準，同時對制漿廢液進行檢測，確保其在環(huán)保標準之內 。 (5)生物漂白與生物脫墨 利用生物技術對傳統(tǒng)的脫墨和漂白工藝進行改進，提高其效果的同時降低能耗。 (6)產業(yè)化關鍵技術與工藝攻關 實驗室關鍵技術及工藝總結 ,為工業(yè)化生產奠定基礎，把實驗室中的關鍵技術及工藝放大進行中試、工業(yè)生產，解決在生產中 遇到的技術問題。 4)飼料微生物研究 飼料微生物是指做為畜、禽和魚類的飼料以及適用于加工或改善飼料質量的微生物。在和日益發(fā)展的基礎上，人們逐漸認識并利用微生物增加飼料新品種或改進飼料質量。飼料微生物的應用包括：青貯飼料、單細胞蛋白和發(fā)酵飼料等方面研究。 (1) 青貯飼料 青貯飼料 是利用乳酸細菌類微生物發(fā)酵產生乳酸貯存的飼料。此法能使飼料在較長期間內保持青嫩、多汁和適口。通常將玉米等禾谷類青料切碎，加一定量的豆類、塊根作物的青料、淀粉質飼料、鹽和發(fā)酵飼料的酸液（即乳酸細菌類的接種劑）混拌后，裝進青貯塔或窯中， 壓實、密封。在缺氧條件下，飼料中所含的簡單碳水化合物，逐漸被乳酸細菌類微生物發(fā)酵 ,產生乳酸和醋酸，因而能對引起飼料腐敗的各類氨化微生物的活動進行控制，由塔中的酵母菌（醭酵母）進行發(fā)酵，產生乙醇、乳酸和醋酸。這些發(fā)酵產物的積累，既可保持飼料不腐敗，又能改善它的營養(yǎng)價值和適口性。 (2) 單細胞蛋白 11 單細胞蛋白 是 微小生物的細胞蛋白 ， 常被用作精飼料或一般飼料的添加劑，從而增加畜、禽和魚類的蛋白質營養(yǎng)。常用的有飼料酵母（啤酒廠制酒，發(fā)酵后濾出的酵母），干制后約含有50％的蛋白質和多種維生素，是營養(yǎng)價值較高的添加劑。 木材水解液、廢糖蜜、亞硫酸紙漿液和食品加工業(yè)的下腳料或廢水，也被利用來培養(yǎng)飼料酵母（如產朊假絲酵母、熱帶假絲酵母），供作飼料蛋白。 中國近年來利用白地霉在開放式淺池或深層培養(yǎng)中生產大量菌體，進而加工成豬、魚等的高蛋白飼料。小球藻、柵藻、螺旋藻等在淺水中，用人工培養(yǎng)液于陽光下開放培養(yǎng)，繁殖藻體，經適當加工后也可制成優(yōu)質的飼料。 某些假絲酵母、球擬酵母、克勒克酵母能利用石油中的某些成分作為碳原和能源而生長繁殖，通常稱其為石油酵母。以石油為原料，人工培養(yǎng)這類酵母，從而得到蛋白質。但這類酵母細胞蛋白質須慎重加工處理 ，確證其對畜、禽無毒時，方能用作飼料。 (3) 發(fā)酵飼料 發(fā)酵飼料是以微生物、復合酶為生物飼料發(fā)酵劑菌種，將飼料原料轉化為微生物菌體蛋白、生物活性小肽類氨基酸、微生物活性益生菌、復合酶制劑為一體生物發(fā)酵飼料。該產品不但可以彌補常規(guī)飼料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其它粗飼料原料營養(yǎng)成份迅速轉化，達到增強消化吸收利用效果。 利用微生物發(fā)酵飼料的另一種方法是依照牛、羊的瘤胃，安裝發(fā)酵設備，充以粉碎的秸稈，以瘤胃液作為發(fā)酵微生物類群的接種劑，在無氧、適溫條件下進行纖維素的分解，變纖維素和半纖維素等為有效性糖類，提高 營養(yǎng)價值。 5)廢棄物資源化的生物技術處理研究 廢棄物是指在生產建設、日常生活和其他社會活動中產生的 ,在一定時間和空間范圍內基本或者完全失去使用價值 ,無法回收和利用的排放物。在許多的排放物中 ,一部分可以回收被循環(huán)使用稱為再生性資源 。一部分是已喪失再利用價值的排放物 ,只能進行焚燒和掩埋被稱為廢棄物。再生性資源由于社會進步及其人們環(huán)保意識的增強 ,已逐漸的被回收 ,通過分揀、加工、分解 ,重新進入生產和消費領域。而對于生產和生活中產生的廢棄物 ,目前國內的處理手段和重視程度還遠遠不夠。 本研究方向主要針對本實驗室生物質 能源研究和植物藥用成分提取研究，利用現(xiàn)代生物技術手段實現(xiàn)廢棄物的資源化與能源化，使得可再生資源生物技術綜合利用產生更大的經濟效益和環(huán)境效益。 主要 研究內容 包括 ： (1)燃料乙醇生產廢水生物技術處理 利用生物絮凝技術處理發(fā)酵乙醇后的高濃度有機廢水，廢水先經過壓濾處理，進行固液分離，得到濾餅和廢水，然后在得到的廢水中添加本實驗室制備的生物絮凝劑，絮凝、固液分離后，出水全部循環(huán)利用于乙醇生產過程。 與其他廢水處理方法如機械法、物化法相比，該方法具有節(jié)水、節(jié)能、無二次污染等特點，處理水完全回用，實現(xiàn)了乙醇廢水零排放， 同時可節(jié)省用水開支、廢水處理費用及排污費用。 (2)含油廢水的生物技術處理 篩選專性高效聯(lián)合菌群；利用高效聯(lián)合菌群、無機中空纖維陶瓷膜和生物曝氣濾池對生物柴油制備過程中產生的廢水進行減量化、無害化處理和資源化回用。 稀含油廢水直接采用微生物處理，利用產脂肪酶活性高的菌株游離菌體處理廢水或固定化到載體上過濾降解廢水中的廢棄油脂類物質。 (3)生物制漿廢水的生物技術處理 生物制漿廢水來源于原料預處理段廢水、生物制漿段廢水、制漿洗滌段廢水、漂白段廢水、漂白洗滌段廢水及脫墨段廢水。通過各種生物技術（如好氧生物處理法 和厭氧生物處理法）處 12 理生物制漿廢水，或篩選特種微生物對制漿廢液進行凈化處理，使生物制漿廢水處理達到無害化、減量化、資源化的目的。 植物生物技術研究方向 1)植物藥用有效成分的分離提取 植物藥用有效成分的分離提取是從中藥提取工藝中分化出來的新興技術領域，可較好地克服傳統(tǒng)提取工藝中提取有效成分含量低、雜質多、質量不穩(wěn)定等弊端，大幅度提高中藥材的利用率，是有效控制中藥質量的重要手段，同時可保護藥用植物資源長期綜合開發(fā)，符合中藥現(xiàn)代化的發(fā)展方向。內蒙古有豐富的特色藥用植物資源（如肉蓯蓉、鎖陽、甘草、苦 蕎麥、沙棘），為了推動藥用植物資源開發(fā)利用和提取加工技術產業(yè)的發(fā)展，把我區(qū)可再生資源的優(yōu)勢轉變?yōu)榻洕鷥?yōu)勢，本實驗室從 2020 年開始致力于植物藥有效成分分離提取及其產業(yè)化方面的研究。主要研究內容 包括： (1)沙漠肉蓯蓉細胞培養(yǎng)及藥用成分產業(yè)化； (2)應用現(xiàn)代分離技術提取細葉韭花中藥用成分及其殘渣的高值化應用研究； (3)甘草中有效成分的提取及其殘渣的高值化轉化； (4)苦蕎麥中總黃酮的分離提??； (5)螺旋藻中藥用成分的分離純化及其產業(yè)化； (6)谷物糠中生育酚和谷維素的提取純化及其產業(yè)化； (7)沙棘藥用 和美容成分的分離純化等。 2)能源植物與藥用植物基因工程研究 本方向研究工作主要針對本實驗室的生物質能研究和植物藥用成分研究工作進行分子生物學和基因工程研究，能源植物與藥用植物是可再生能源及植物藥用成分的重要來源，高含油量能源植物對解決世界能源危機具有重要的價值，藥用成分含量高的藥用植物對解決藥用成分提取原料短缺具有重要的價值，例如文冠果、麻風樹、蓖麻、大豆、油菜、向日葵等能源植物是生產化石能源的替代能源 —植物 “石油 ”的重要來源，黃芪、肉蓯蓉、干草、苦蕎麥、螺旋藻、細葉韭花等藥用植物是提取植物藥的重要來 源，但是二者都存在天然植物中能源成分與藥用成分含量偏低的問題，因此本實驗室采用基因工程與細胞工程的手段提高能源植物與藥用植物的能源物質和藥用成分的含量、提高能源植物與藥用植物的抗逆性具有重要的實踐意義。 主要 研究內容 包括 ： (1)能源植物與藥用植物基因工程改良研究 對能源植物與藥用植物如大豆、向日葵、油菜、黃芪和肉蓯蓉等的體細胞誘變及篩選。通過植物組織培養(yǎng)技術分離得到能源植物與藥用植物的體細胞，經過紫外線、離子束和化學物質等誘變手段進行誘變后，經體細胞培養(yǎng)誘導植株后，選擇能源物質和藥用成分含量高的植株進行制種 ，即可獲得遺傳性狀得到改良的能源植物與藥用植物。 (2)能源植物與藥用植物抗逆基因工程研究 采用生長于內蒙古的耐干旱、鹽堿植物如鹽爪爪、堿蓬等為試驗材料，克隆耐干旱、鹽堿相關的基因，經 RNAi 等技術進行功能驗證證明與耐鹽相關后，通過轉基因技術將克隆得到的基因轉入能源植物與藥用植物中獲得轉基因能源植物與藥用植物，提高對干旱、鹽堿土等一些廢棄土壤的利用率，避免能源植物與農業(yè)爭地。 3)農作物基因工程 主要研究方向包括： (1)植物組織培養(yǎng)技術輔助農作物抗逆育種研究 在對農作物進行組織培養(yǎng)過程中，施以干旱、鹽堿等 逆境脅迫，從中選擇抗干旱、鹽堿脅 13 迫的組培苗移栽到大田，經常規(guī)技術和分子生物學技術鑒定證明耐干旱、鹽堿的植株，采收種子用于小面積的干旱、鹽堿土栽培試驗，如果耐干旱、鹽堿脅迫可申請進行耐干旱、鹽堿脅迫新品種鑒定，并進行大面積推廣種植。 (2)農作物抗逆基因工程研究 將從生長于內蒙古的耐干旱、鹽堿植物如鹽爪爪、堿蓬等為試驗材料中克隆得到的耐干旱、鹽堿基因轉入小麥、玉米、向日葵等農作物中，提高這些農作物的抗旱、耐鹽堿能力，從而提高內蒙古地區(qū)日益增多的鹽堿土的利用效率。 食品生物技術研究方向 1)果蔬生 物技術 本方向主要研究生物技術在果蔬中的應用，以果蔬產品為原料，運用細胞及分子生物學技術挖掘、整合及利用植物抗干旱、抗低溫等逆境種質基因，對果蔬進行遺傳改良；經微生物發(fā)酵和酶加工生產各種果蔬產品（包括發(fā)酵微生物的選育，發(fā)酵過程的代謝與調控、酶制劑生產與應用、發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化等）；果蔬生物加工與轉化技術，包括活性氨基酸、活性多糖、活性硫代物、天然功能活性因子等功能性生物與化學制品研究開發(fā)；基因食品原理及安全性評價；果蔬副產品生物轉化及資源開發(fā)等。 主要 研究內容 包括： (1)磷脂酶 D 在櫻桃番茄冷害中的作用； (2)河套蜜瓜磷脂酶 D 基因的克隆及低溫脅迫表達； (3)大豆中活性氨基酸的提取及純化； (4)海紅果中總黃酮的分離提取及其抗氧化性能研究； (5)馬鈴薯淀粉果蔬保鮮膜的開發(fā)及應用； (6)馬鈴薯淀粉生產聚乳酸的研究與應用； (7)洋蔥中活性硫代物超臨界 CO2 提取及應用研究； (8)金紅果貯藏過程中有害微生物分離與檢測； (9)海紅果果酒發(fā)酵技術研究與應用。 2)畜產品生物技術 本方向主要研究生物技術在畜產品中的應用；圍繞肉產品和乳產品，進行功能性因子的提取及其應用，利用微生物及酶工程技術對乳品原料、肉品原料進 行開發(fā)與研究。發(fā)酵用微生物的選育，發(fā)酵過程的代謝與調控、酶制劑生產與應用、發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化等；同時在產品分析檢測方面建立 PCR 快速檢測技術避免傳統(tǒng)的食品微生物檢測速度慢、工作量大等缺點。 主要包括以下 研究內容： (1)生物殼聚糖酶的研究及其降解產物殼寡糖在乳肉中的應用 (2)產殼聚糖酶的菌株的篩選和誘變育種 (3)殼聚糖在肉保鮮