1、四川省科技進步獎科技進步類提名項目公示一、項目名稱：飼用重組角蛋白酶的創(chuàng)制與應(yīng)用二、項目簡介我國飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)每年需要蛋白質(zhì)飼料原料約8000萬噸，但缺口超過4000萬噸。而另一方面，每年有超過300萬噸高蛋白質(zhì)含量的羽毛和豬毛等畜禽屠宰加工副產(chǎn)品被丟棄，造成了巨大的資源浪費和環(huán)境污染。究其原因主要是羽毛和豬毛中的主要蛋白質(zhì)為角蛋白，其含有大量二硫鍵而幾乎不能被動物消化利用。角蛋白酶(keratinase)可水解角蛋白中的二硫鍵，既可促進動物對角蛋白的消化利用，又能生成具有提高免疫、促進氨基酸和礦物質(zhì)吸收、促進腸道發(fā)育等保健功能的小肽，因此具有較大的應(yīng)用價值。國外對角蛋白酶已有部分研究和產(chǎn)品

2、，但飼用角蛋白酶產(chǎn)品及其配套應(yīng)用技術(shù)在國內(nèi)外尚屬空白。因此，在四川省科技攻關(guān)項目“高酶活重組微生物飼料添加劑開發(fā)”等項目的支持下，項目組歷時8年，投入經(jīng)費216萬元，針對我國當前飼用角蛋白酶研發(fā)的空白，利用基因重組技術(shù)，構(gòu)建具有潛在應(yīng)用價值的高效角蛋白酶基因工程菌株；并定向突變角蛋白酶基因，提高重組蛋白酶的表達水平和熱穩(wěn)定性；探明重組酶的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功效；同時，優(yōu)化角蛋白酶規(guī)模化生產(chǎn)工藝參數(shù)；研究飼用角蛋白酶在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，建立相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，為角蛋白酶的工業(yè)化生產(chǎn)、廢棄角蛋白的循環(huán)利用和飼料蛋白資源開發(fā)提供新的有效途徑。通過該項目的研究，成功構(gòu)建了可高水平表達地衣芽孢桿菌kerA的大腸

3、桿菌和畢赤酵母基因工程菌，其中重組菌P.pastorispPICZA-kerAwt表達的重組酶純度高，與羽毛粉角蛋白親和性好。利用定點突變技術(shù)，通過兩種不同的密碼子優(yōu)化策略優(yōu)化親本kerA基因，提高了飼用重組角蛋白酶的表達水平；在親本kerA基因引入兩個Cys生成二硫鍵，提高了飼用重組角蛋白酶的熱穩(wěn)定性。研究并優(yōu)化篩選了重組菌P.pastoripPICZaA-kerAoptil在規(guī)?；瘲l件下的適宜發(fā)酵參數(shù)，生產(chǎn)了重組飼用角蛋白酶產(chǎn)品，構(gòu)建了酶活檢測方法。建立了飼用角蛋白酶使用技術(shù)，節(jié)約了優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源，降低了飼料生產(chǎn)成本，為飼用角蛋白酶的畜禽生產(chǎn)上的合理使用提供了科學依據(jù)。通過項目的實施，

4、獲授權(quán)國家發(fā)明專利5項，實用新型專利4項；培養(yǎng)了一批高層次人才，在SCI收錄刊物上發(fā)表了2篇高質(zhì)量學術(shù)論文。項目通過人才培養(yǎng)、學術(shù)會議交流、生產(chǎn)銷售產(chǎn)品等形式進行成果轉(zhuǎn)化推廣，近三年累計為企業(yè)新增銷售額96742.75萬元，新增利潤13512.86萬元，經(jīng)濟效益顯著。同時，飼用角蛋白酶的應(yīng)用節(jié)約了大量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源，減少了畜禽的氮排放，取得了良好的生態(tài)效益和社會效益。經(jīng)同行專家鑒定認為，項目整體研究達到國際先進水平，其中通過分子改造提高重組角蛋白酶表達水平和熱穩(wěn)定性達到國際領(lǐng)先水平。三、客觀評價1、成果鑒定專家的評價2016年5月11日，四川省科技廳組織有關(guān)專家對“飼用重組角蛋白酶的創(chuàng)制與應(yīng)

5、用”項目進行了成果鑒定，專家委員會的鑒定認為：該項目研究成果為角蛋白酶的工業(yè)化生產(chǎn)、廢棄角蛋白酶的資源化利用和飼料蛋白資源開發(fā)提供了新的有效途徑。項目整體研究達到國際先進水平，其中通過分子改造提高重組角蛋白酶表達水平和熱穩(wěn)定性達到國際領(lǐng)先水平。2、查新評價2016年4月，項目組委托四川省科技成果咨詢服務(wù)中心科分院分中心對成果進行查新，查新點包括：1）、利用定點突變技術(shù)，提高了重組角蛋白酶在畢赤酵母中的表達水平和熱穩(wěn)定性；2）、在30L發(fā)酵罐條件下優(yōu)化發(fā)酵工藝提高畢赤酵母角蛋白酶基因工程菌的產(chǎn)酶水平；3）、重組角蛋白酶體外水解羽毛粉的效果評價；4）、豬飼糧中添加重組角蛋白酶顯著提高了生長豬養(yǎng)分消

6、化率，提高了腸道乳酸桿菌數(shù)，減少了大腸桿菌數(shù)。經(jīng)國內(nèi)外查新得出結(jié)論：除本委托項目研究成果外，未查到其他有和本委托項目查新點內(nèi)容完全相同的文獻報道。3、研究成果的發(fā)表和收錄該項目的相關(guān)研究內(nèi)容形成了2篇論文在國際權(quán)威SCI收錄刊物上發(fā)表。研究的成果收錄進專著豬抗病營養(yǎng)理論與實踐、動物營養(yǎng)與飼料科學研究進展（1986-2016年）和全國高等農(nóng)林院?！笆濉币?guī)劃教材動物營養(yǎng)與飼料學。4、產(chǎn)品檢測報告該項目轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的角蛋白酶產(chǎn)品經(jīng)農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（濟南）檢測，所檢參數(shù)均符合相關(guān)標準要求（檢驗報告SBP152135、SBP152136）。四、推廣應(yīng)用情況該項目實行產(chǎn)、學、研結(jié)合，使研究、

7、開發(fā)、推廣同步進行。以大型養(yǎng)殖企業(yè)和飼料企業(yè)為骨干開展成果的推廣應(yīng)用，使該技術(shù)成果在我國20余家大中型企業(yè)得到推廣和應(yīng)用。根據(jù)主要應(yīng)用單位出具的應(yīng)用證明，項目技術(shù)和成果近三年累計為企業(yè)新增銷售額96742.75萬元，新增利潤13512.86萬元，經(jīng)濟效益顯著。角蛋白酶在養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)中的應(yīng)用節(jié)約了大量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源，減少了畜禽的氮排放，取得了良好的生態(tài)效益和社會效益。五、主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄（不超過10件）知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人發(fā)明專利有效狀態(tài)發(fā)明專利一種表達角蛋白酶的重組菌及其發(fā)酵方法中國ZL201210140340.52014-1

8、0-081493086四川農(nóng)業(yè)大學陳代文、何軍、余冰、吳德、胡洪有效發(fā)明專利角蛋白酶的酶活檢測方法中國ZL201310557807.02016-03-091978180濟南百斯杰生物工程有限公司楊雨、潘明、高立有效發(fā)明專利酶制劑混合包裝機中國201510525389.62017-11-102692074濟南百斯杰生物工程有限公司郭芳坤、韓冰、郭殿梁有效發(fā)明專利一種復(fù)合酶及其提取中草藥中有效成分的方法中國201410130287.X2015-07-011710657濟南百斯杰生物工程有限公司吳秀玉、宋迪、郭殿梁有效發(fā)明專利一種降低畜禽圈舍內(nèi)氨氣濃度的制劑及其制備方法中國201310691583.

9、22015-08-051742474四川農(nóng)業(yè)大學虞潔、姚英、關(guān)丹丹、陳代文等有效實用新型專利酶制劑混合包裝機中國ZL201520644944.22015-12-304896652濟南百斯杰生物工程有限公司郭芳坤、韓冰、郭殿梁有效實用新型專利酶制劑混合包裝機用包裝裝置中國ZL201520644697.62015-12-304902732濟南百斯杰生物工程有限公司郭芳坤、韓冰、宋迪、曹新春有效實用新型專利酶制劑混合包裝機用夾袋子裝置中國ZL201520644543.72015-12-304893398濟南百斯杰生物工程有限公司韓冰、宋迪、趙碩珍、郭殿梁有效實用新型專利酶制劑混合包裝機用三通開關(guān)中國

10、ZL201520644923.02015-12-304889836濟南百斯杰生物工程有限公司郭芳坤、曲立匚心曹新春、郭殿梁、殷巧玲有效六、主要完成人情況姓名虞潔排名1行政職務(wù)技術(shù)職稱副研究員工作單位四川農(nóng)業(yè)大學完成單位四川農(nóng)業(yè)大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：全面負責項目研究及推廣，創(chuàng)新點1-4的主要貢獻者。制定了項目研究方案，研制了飼用角蛋白酶基因工程菌，設(shè)計了表達水平和熱穩(wěn)定性優(yōu)化技術(shù)方案，優(yōu)化了重組角蛋白酶的規(guī)?；l(fā)酵工藝，評估了重組角蛋白酶的應(yīng)用效果，領(lǐng)導(dǎo)了成果的示范推廣。姓名何軍排名2行政職務(wù)副所長技術(shù)職稱研究員工作單位四川農(nóng)業(yè)大學完成單位四川農(nóng)業(yè)大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：作為成果的主要

11、完成人，負責項目的研究及推廣示范工作，創(chuàng)新點1-3的主要貢獻者。負責了研究方案的制定、飼用角蛋白酶基因工程菌的研制和規(guī)?；l(fā)酵參數(shù)的優(yōu)化，指導(dǎo)了角蛋白酶體內(nèi)體外應(yīng)用效果的評估，參與了成果的示范推廣。姓名郭芳坤排名3行政職務(wù)董事長技術(shù)職稱工程師工作單位濟南百斯杰生物工程有限公司完成單位濟南百斯杰生物工程有限公司對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：作為成果的主要完成人，參與了成果的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和示范推廣工作，創(chuàng)新點3的主要貢獻者。負責了飼用角蛋白產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和企業(yè)標準的制定以及成果的示范推廣。姓名侯建業(yè)排名4行政職務(wù)總經(jīng)理技術(shù)職稱工作單位雛鷹農(nóng)牧集團股份有限公司完成單位雛鷹農(nóng)牧集團股份有限公司對本項目技術(shù)創(chuàng)

12、造性貢獻：作為成果的主要完成人，參與了成果的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和示范推廣工作，創(chuàng)新點4的主要貢獻者。負責了飼用角蛋白酶產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。姓名陳金永排名5行政職務(wù)技術(shù)總監(jiān)技術(shù)職稱畜牧師工作單位雛鷹農(nóng)牧集團股份有限公司完成單位雛鷹農(nóng)牧集團股份有限公司對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻:作為成果的主要完成人，參與了成果的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和示范推廣工作，創(chuàng)新點4的主要貢獻者。參與了飼用角蛋白酶產(chǎn)品的推廣應(yīng)用和應(yīng)用技術(shù)的完善。姓名王慧芬排名6行政職務(wù)技術(shù)職稱實驗員工作單位四川農(nóng)業(yè)大學完成單位四川農(nóng)業(yè)大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：作為成果的主要完成人，參與了成果的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和示范推廣工作，創(chuàng)新點4的主要貢獻者。執(zhí)行了體內(nèi)體外應(yīng)用效果的

13、評估，參與了成果的示范推廣。姓名宋迪排名7行政職務(wù)經(jīng)理技術(shù)職稱高級工程師工作單位濟南百斯杰生物工程有限公司完成單位濟南百斯杰生物工程有限公司對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：作為成果的主要完成人，參與了成果的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和示范推廣工作，創(chuàng)新點3的主要貢獻者。參與了飼用角蛋白產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和成果的示范推廣。姓名黃志清排名8行政職務(wù)技術(shù)職稱研究員工作單位四川農(nóng)業(yè)大學完成單位四川農(nóng)業(yè)大學對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻：作為成果的主要完成人，參與了項目的研究工作，創(chuàng)新點1-2的主要貢獻者。參與了研究方案的制定，參與了飼用角蛋白酶基因工程菌的研制和規(guī)?；l(fā)酵參數(shù)的優(yōu)化。七、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻（1）四川農(nóng)業(yè)大學作為

14、項目主持單位，負責項目總體設(shè)計及組織、實施，貢獻如下：構(gòu)建了具有潛在應(yīng)用價值的高效角蛋白酶基因工程菌株；并定向了突變角蛋白酶基因，提高了重組蛋白酶的表達水平和熱穩(wěn)定性；探明了重組酶的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功效；研究了飼用角蛋白酶在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，建立了相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，發(fā)表了學術(shù)論文2篇，獲授權(quán)國家發(fā)明專利2件；組織了成果推廣應(yīng)用、技術(shù)人員培訓和指導(dǎo)。（2）濟南百斯杰生物工程有限公司作為項目的主要完成單位之一，與項目主持單位在科學研究上有著長期的合作關(guān)系，對項目的技術(shù)創(chuàng)新和主要貢獻如下：參與了高效角蛋白酶基因工程菌株的構(gòu)建；參與了角蛋白酶基因的定向突變，提高了重組蛋白酶的表達水平和熱穩(wěn)定性；主導(dǎo)了角蛋

15、白酶規(guī)?；a(chǎn)工藝參數(shù)的優(yōu)化；負責了飼用角蛋白產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和成果的示范推廣。（4）雛鷹農(nóng)牧集團股份有限公司雛鷹農(nóng)牧集團股份有限公司是我國飼料生產(chǎn)、養(yǎng)殖和精深加工一條龍的龍頭企業(yè)，A股上市公司。作為項目的主要完成單位之一，與項目主持單位有著長期的技術(shù)合作關(guān)系，對項目的技術(shù)創(chuàng)新和貢獻如下：轉(zhuǎn)化項目主持單位有關(guān)飼用蛋白酶的成果，研究其配套應(yīng)用技術(shù)；負責應(yīng)用推廣，提高了生豬養(yǎng)殖生產(chǎn)成績，減少了優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料原料的使用和氮的排放量。八、完成人合作關(guān)系說明項目主持人虞潔自2008年啟動飼用重組角蛋白酶研究工作以來，就研究內(nèi)容、資源整合共享、成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用、產(chǎn)品升級換代、人員培訓、市場服務(wù)等與項目完成人商

16、量研討數(shù)十次，為項目研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化的順利實施發(fā)揮了組織和推動作用。項目完成人合作關(guān)系情況說明如下：項目完成人何軍、王慧芬和黃志清與項目主持人虞潔屬于同一課題組，長期共同開展工作，自2008年起參與飼用重組角蛋白酶的研究和成果推廣工作。何軍是發(fā)明專利“一種表達角蛋白酶的重組菌及其發(fā)酵方法”的發(fā)明人；何軍、虞潔、黃志清合作設(shè)計、開展、總結(jié)本項目的相關(guān)研究結(jié)果，合著SCI收錄論文2篇，專著和教材各1部。2012年起，濟南百斯杰生物工程有限公司與四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所開始合作，轉(zhuǎn)化本項目成果，生產(chǎn)和推廣飼用重組角蛋白酶系列產(chǎn)品。完成人郭芳坤作為濟南百斯杰生物工程有限公司負責人，宋迪作為濟南百斯杰生物工程有限公司技術(shù)負責人，二人共同負責了飼用角蛋白產(chǎn)品的產(chǎn)