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中国科学院生物过程与能源研究所开展了菌株代谢工程改造方面的研究，开发了多种适用于高效低能耗发酵的细菌纤维素高产菌株；通过对发酵条件的控制，建立了稳定可重复的非高温高压灭菌的生产细菌纤维素的发酵方法。该方法操作简单，无需昂贵仪器设备，细菌纤维素产量是传统发酵方式的5倍

以葡萄糖、果糖、蔗糖等为碳源，培养基和发酵容器无需高温高压灭菌，按 10%接种量接种，静态发酵 7 天，细菌纤维素产量可达到 768 g/L（湿重），仅剩余少量发酵液，成本约为 2000 元/吨。

目前细菌纤维素较多应用于食品（饮料、果冻、冰激凌、香肠、罐头、烘焙、仿生食品等）和化妆品（面膜、护发膜、磨砂膏、纳米乳液等）行业。此外，细菌纤维素及其复合材料还在替代塑料、医用材料、柔性电磁材料、污水处理等领域有广泛的应用前景。已有研究表明细菌纤维素的复合材料具有与石化基塑料相匹敌的性质以及良好的可降解性。商品化细菌纤维素的生产原料主要是椰子水，而椰子依赖从越南等东南亚国家进口，导致成本居高不下，且细菌纤维素产业的生产效率不高。本项目能够显著提高细菌纤维素的产量，降低生产成本和能耗，有望推动细菌纤维素产业的技术革新和促进细菌纤维素的广泛化、高值化利用，带动相关产业的发展，预期能创造良好的社会、经济和生态效益。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”） 是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于 2006 年 7 月 启动筹建，2009 年 11 月 30 日通过共建三方验收并纳入中国科学院 “知识创新工程”管理序列的国立科研机构。2019 年 6 月 17 日，山东 省、中科院、青岛市三方签署协议以青岛能源所为依托单位，共同筹 建山东能源研究院，支撑国家能源创新体系建设，提升山东省能源科 技创新能力，服务能源产业新旧动能转换和高质量发展。依托青岛能 源所、山东能源研究院建设的青岛新能源山东省实验室在 2020 年 12 月 17 日挂牌筹建。形成了青岛能源所、山东能源研究院、青岛新能 源山东省实验室“三位一体”的发展格局。

利用合成生物学技术进行菌株改造，获得能利用价格更为低廉的碳源/氮源来合成细菌纤维素的菌株；结合特殊发酵条件，建立高效低能耗的发酵方法来生产细菌纤维素；通过组学技术和反向基因工程解析突变菌株的分子机制，同时利用基因编辑等手段构建稳定遗传的工程菌株；实现在 1 L 体系的高效低能耗发酵。后续拟引入自动化设备，建立发酵示范间。

本研究组申请相关专利 4 件：202310098260.6, 202211496088.1, 202210263860.9, 202210276843.9。

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