本项目以景芝芝麻香型中温大曲为筛选材料，通过摇瓶初筛与复筛相结合的方式，最终获得四甲基吡嗪高产菌株枯草芽孢杆菌 QYW-214。以枯草芽孢杆菌 QYW-214 为出发菌株，对发酵培养基成分及培养条件进行优化，确定了最佳碳源、有机氮源、无机氮源、磷酸盐的浓度，培养条件及无机氮源补加浓度，此外，本项目还针对四甲基吡嗪发酵液特性设计一套完善的分离提取工艺。 技术指标（或技术特点）、成熟程度： 经条件优化后菌株摇瓶发酵液中四甲基吡嗪产量最高为 20.168 g/L，高于目前报道的发酵罐优化水平（ 16.5 g/L），同时，本项目还对发酵液中四甲基吡嗪的分离提取进行了配套研究，纯化后经高效液相色谱检测获知产品的纯度已经达到 99.94 %，四甲基吡嗪的收率可达 87.20 %。 应用领域及市场前景： 四甲基吡嗪为国家标准 GB2760-86 规定允许使用的食品香料，此外研究还发现四甲基吡嗪具有扩张血管、改善微循环及抑制血小板集聚等药理作用，因此在食品、医药和烟草等领域具有广阔的市场应用前景。
本项目重点针对好氧发酵（谷氨酸、赖氨酸）和厌氧发酵（L-乳酸）生产中对过程检测与自动化控制的实际需求，研究开发底物、重要中间代谢产物和目标产物检测的生物传感器及在线检测技术；在发酵生产中应用，提高发酵过程控制技术水平，提高生产效率。生物传感器在发酵生产中的应用：谷氨酸发酵过程主要检测葡萄糖、乳酸、谷氨酸；赖氨酸发酵过程主要检测葡萄糖、乳酸、赖氨酸；L-乳酸发酵中主要检测葡萄糖、L-乳酸。将上述关键生化指标与生产中常用的 pH、DO、OD 等数据进行集成分析，研究底物消耗、产物生成的发酵动力学模型，重要中间代谢产物的调控方法，研究和建立谷氨酸和 L-乳酸发酵过程控制的新工艺，实现了发酵过程关键状态变量的在线监控、智能预测、故障诊断等。通过应用，提升了发酵控制技术水平，降低了生产成本，提高了生产效率，为在发酵行业的推广应用奠定了技术基础。目前，本项目成果已在国内氨基酸、有机酸、淀粉糖、酶制剂等生产和科研领域进行了广泛推广应用，市场占有率 90%以上，打破了国外在该领域的技术垄断地位，取得了巨大经济和社会效益。
在甘薯淀粉加工生产过程中会大量过程水，每生产 1 吨甘薯淀粉约会产生 15-20m³高浓过程废水，甘薯中的蛋白质、功能活性成分等营养物质都集中于此，具有较高的开发利用价值。但过程水中蛋白质含量较低，直接分离提取蛋白生产成本比较高。目前多数是作为污水排入污水处理厂，其 COD 约为 20000 -30000，作为污水排放，不仅增加污水处理费用，也造成了资源浪费。我单位自主研发的“甘薯加工过程水提取蛋白技术”，能有效促进水中蛋白质的集聚、富集、沉淀，然后经过板框过滤分离获得含水率较低的蛋白滤饼，含水量 50-60%，滤饼经干燥后生产甘薯蛋白粉蛋白含量可达 70%以。提取蛋白后废水透光率可达 96%，COD 去除率达 40-50%。该项目能高效、快速、低成本地从甘薯加工过程废水中分离提取甘薯蛋白，每 100m³过程废水（固含量 2-3%）可提取获得蛋白粉 0.35~0.5 吨（干基），每吨蛋白粉生产成本约 800-900 元。本项目，处理能力 5000m³/d，投资约 800 万元，占地面积约 2000 ㎡，属于上马快、环保效益突出的绿色环保型项目
干巴菌是我国云南省特有的珍稀野生食用菌，是野生食用菌中的上品。真菌多糖是由真菌产生的一种重要的高分子化合物，可以作为广谱免疫促进剂，真菌多糖在抗肿瘤、抗病毒、护肝、抗氧化、降血脂、降血糖、抗辐射等方面具有广泛的生物学功效。人体锌缺乏时会导致机体出现抗氧化防御功能下降、免疫功能紊乱等临床症状，并与糖尿病及其并发症、阿尔茨海默病等疾病的发生密切相关。食用真菌锌多糖属于天然生物态有机锌，对人体无毒副作用，符合以健康安全为导向的消费趋势，随着健康理念的持续发酵和升级，天然提取物替代人工合成产品的趋势愈发显著，潜在替代空间巨大。 任务来源：山东省自然基金项目-多糖酶解过程葡萄糖、半乳糖电极分析模型构建。 应用领域：本项目符合“健康中国 2030”规划纲要中提出的“深入开展食物（农产品、食品）营养功能评价研究，重点解决微量营养素缺乏问题”的指导思想。可以应用于保健品、食品、饲料、化妆品等领域。 创新性：（1）对干巴菌锌多糖的生物学活性进行总体评价。（2）为新型生物态有机锌的研发提供理论依据。（3）利用液体发酵途径，制备干巴菌菌丝体锌多糖，为干巴菌的资源化利用提供了一条有效途径。 性能指标：（1）干
二十二碳六烯酸(DHA)为ω-3 型多不饱和脂肪酸，是人体心血管、神经和视觉系统发挥正常功能所不可缺少的物质，是婴幼儿大脑正常发育的必需物质，被科学家誉为“脑黄金”。目前市场上 DHA 大部分是传统鱼油提取的，产品含有鱼腥味，随着海洋资源的日益紧缺，鱼油提取的 DHA 难于满足市场需求，人们开始寻求新的 DHA 资源。裂殖壶菌具有 DHA 油脂含量高、生长繁殖快等优点，被认为是最为理想和具有工业开发价值的 DHA 微生物资源。与传统的鱼油 DHA 相比裂殖壶菌提炼的 DHA 油脂具有 DHA 含量高、氧化稳定性好、没有鱼腥味、绿色安全的特点。裂殖壶菌的安全性已得到美国食品药品管理局（FDA）的认可，能用于开发医药、食品以及饲料等系列产品。目前，美国 Martek 公司已经实现了利用海洋真菌生产 DHA 油脂，并应用于婴幼儿配方奶粉。我国利用海洋真菌生产油脂 DHA 含量比较低，符合食品添加的要求（GB26400-2011 规定 DHA 油脂中 DHA 含量≥35%）。本项目通过对发酵工艺优化大幅提高了油脂中 DHA 含量，综合技术居国际先进水平，具备工业开发和推广价值。目前市场上销售的
3-羟基丁酮（Acetoin，AC）是一种四碳平台化合物，分子内含有一个手性碳，有 R 型与 S 型两种旋光异构体（又称对应异构体、手性异构体、光学异构体）。光学纯 3-羟基丁酮因其具有独特的立体结构，在不对称合成方面具有突出优势，在合成高附加值手性药物中间体、化学中间体、液晶材料等方面具有特殊的应用价值。当前，AC 主要由化学法生产，产物为 R 型与 S型的混合物，为外消旋型产品，限制了其在不对称合成方面的应用。通过微生物发酵可以生产 AC，然而，研究发现微生物发酵所生产的 AC 也多是 R型与 S 型混合物。但可以通过菌种筛选或基因工程的手段获得合成高光学纯AC 的生产菌株，产物中 AC 的光学纯度（R 型或 S 型）最高可提高至 98%以上。目前有关生物技术生产 AC 的下游提取工艺研究还很欠缺。更未见有关于高光学纯 AC 产品下游提取技术的研究工作。团队通过基因工程的手段以及发酵工艺控制可获得 R-AC含量 98%以上AC 发酵液，并对下游提取工艺进行了深度开发，掌握了高光学纯 AC 下游制备的核心技术，得到了纯度 98%以上的 R-AC 产品。目前市场上还未见有相关产品面世，