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一种强化混合菌群产己酸的方法
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果简介
该成果公开了一种强化混合菌群产己酸的方法,属于废弃物资源化领域。所述方法是向发酵混合液中投加氯仿和碳酸钙进行厌氧发酵;所述氯仿的投加量相对于发酵混合液的质量体积浓度为0.1 2‰;所述碳酸钙的投加量相对于发酵混合液的质量体积浓度为5 25g/L。该成果采用氯仿和碳酸钙联合处理较单独氯仿处理和单独碳酸钙处理效果之和更优越,说明两者在强化己酸生产方面相互支持,相辅相成,具有协同作用。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
该成果发明人:黄振兴 余江南 廖家林 阮文权 江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀,源起1902年创建的三江师范学堂,历经国立中央大学、南京大学等发展时期;1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校,成立无锡轻工业学院;1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院;1995年更名为无锡轻工大学;2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学;2003年东华大学无锡校区并入江南大学。该项成果属于新发明,项目投入时间短,投入资金量小。该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,与同类产品相比有明显的竞争优势。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
(1)对比不同氯仿投加浓度条件下的己酸发酵特性、食氢产甲烷菌和同型产乙酸菌增殖,己酸菌数量变化动态,可以发现在较宽泛的低浓度条件下己酸生产强度未受到严重的压制,氯仿确实可以有效约束竞争途径代谢和活性,己酸菌可以增殖但是前期的增长周期有所滞后;过高浓度的条件下己酸生产停滞,各类功能微生物的数量无增长。而且氯仿的长效抑制效能进一步确保了有效性。因此选取0.5‰(m/m)为适宜的氯仿投加量,可以实现竞争微生物的有效抑制。 (2)实验通过联合投加氯仿-碳酸钙来抵消部分副作用,实验结果表明,联合投加条件下的己酸产量获得了进一步的提升:由未强化条件下的15g/L左右显著提升到19~21g/L, (3)通过电子显微镜对混合菌群观察发现:碳酸钙投加组混合菌群中微生物形态存在影响,形态短粗形态细菌更多,而单独投加氯仿组的细菌性态更多的呈现细长形态。 (4)基于微生物菌群的研究可以发现发现,单独投加氯仿和联合投加氯仿碳酸钙厌氧混菌群中己酸菌Clostridium kluyveri的主导地位均得到了有效的巩固,均达到了30.9%以上,同时可以发现互营氧化菌大量减少,体现出对竞争途径的有效约束。而碳酸钙进一步将己酸菌丰度进一步显著提升,最高可达49%,氯仿和碳酸钙联合处理较单独氯仿处理和单独碳酸钙处理效果之和更优越,说明两者在强化己酸生产方面相互支持,相辅相成,具有协同作用。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
厌氧混合菌群中存在的多种微生物对于己酸发酵是双刃剑,一方面提高了适应复杂体系的己酸生产,同时还提高了己酸最大累积浓度等。对于该项技术的研究也逐步深入进入机理探究以及应用化发展。 但是混合菌群中的其他功能微生物如互营氧化-产甲烷,同型产乙酸还原羧酸等潜在的影响了己酸发酵。这些竞争途径非常活跃,对己酸生产产生了负面影响。这些代谢途径的竞争简图如图1所示。 甲烷、丁醇和丁酸等副产物的影响因素和影响后果并不一致:(1)互营氧化-甲烷生产过程削弱了己酸生产,但是该过程可能并不对己酸发酵主导微生物本身造成严重威胁,某些情况下甚至会出现微弱共生的现象,即甲烷菌为己酸菌降低氢分压或提供辅因子,间接协助了己酸菌的生长;(2)丁醇积累可以认为是同型产乙酸菌摄取丁酸后进行还原,或者直接通过自生的丁酰辅酶A加氢转化而来,大量的丁醇积累会导致所蕴藏的电子当量无法再回到碳链延伸循环中,还削弱了转化效能,而在丁醇浓度达到更高时,甚至会导致己酸生产终止;(3)丁酸作为不充分碳链延伸的产物是己酸菌的生长偶联型产物,和己酸菌的增殖关系密切,尽管转化较慢,但是在适宜条件下仍然可以回到己酸转化循环。
不少于150字
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评价专家组综合意见
该成果涉及一种强化混合菌群产己酸的方法,属于废弃物资源化领域。该技术创新性很强,且技术成熟,投资回报比较可靠。总体而言,该项技术思路方向很好,未来市场空间较大,有利于当前政策要求,转化成熟度高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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