中国生物工程学会会刊     创刊于2005年

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2017年

刊首语

生物育种技术与装备创新 驱动生物经济发展

摘要: 生物产业是利用微生物、植物和动物的功能,进 行规模化物质加工与转化的绿色可持续发展生产方 式,涉及农业、食品、医药、健康、化工、轻工、能源、 环境等众多事关国计民生的重要工业领域,具有环境 友好、循环经济的特征,是解决人类面临的资源短缺、 环境污染及可持续发展等问题的重要途径之一

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生物法制备有机酸研究进展

刘晶晶,刘延峰,李江华,刘龙,堵国成,陈坚

江南大学生物工程学院,无锡 214122

摘要:有机酸是一类重要的平台化学品,因其在日常生活中的广泛应用,经过多年的发展,其相关产业领域日益扩 展且生产方法日趋成熟。主要总结了有机酸相关产品的应用和工业生产的最新

生物法合成3-羟基丙酸的研究进展

冯新军,咸漠,刘会洲,赵广

中国科学院生物基材料重点实验室,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,青岛 266101

摘要:3- 羟基丙酸是一种重要的平台化合物,应用广泛。生物法是实现高效合成3-羟基丙酸的重要手段,近年来 发展迅速。针对3-羟基丙酸的天然合成途径、工程合成途径,特别是利用葡萄糖、

合成生物催化中关键科学问题的研究进展

张松平1,苏志国1,姬晓元1,2

1. 中国科学院过程工程研究所,生化工程国家重点实验室,北京 100190 2. 中国科学院大学,北京 100049

摘要:合成生物催化以多酶催化为特征,通过灵活选择不同功能的酶和反应路线设计,可以实现复杂生物基化学 品的合成,在反应效率、原子经济性和环境友好方面有着不可替代性。但是其还

游离细胞催化法生产丙烯酰胺的菌株改造策略

于慧敏,焦松,沈忠耀

清华大学化学工程系,教育部工业生物催化重点实验,北京 100084

摘要:丙烯酰胺是一种重要的酰胺类化合物,其聚合产物聚丙烯酰胺被广泛应用于三次采油、水处理、造纸、 冶金等领域。以腈水合酶为核心的生物催化法,尤其是游离细胞催化法,具有转化

生物原料高效转化机制以及调控规律研究进展

崔佳琦1,元英进1,李炳志1,张大伟2,刘春朝3,闻建平

1. 天津大学化工学院,天津 300350 2. 中国科学院天津工业生物技术研究所,天津 300308 3. 中国科学院过程工程研究所,北京 100190

摘要:非粮原料预处理过程易产生对发酵微生物有毒害作用的副产物,其对微生物生长以及目标产物的生产均产 生显著抑制作用。从生物原料高效转化过程中微生物对抑制物应激机制、生物质

甘油原料转化生产手性环氧氯丙烷关键酶的开发

张晓健1,2,郑裕国1,2

1. 浙江工业大学生物工程学院,杭州 310014 2. 浙江省生物有机合成技术研究重点实验室,杭州 310014

摘要:手性环氧氯丙烷是一种重要的三碳手性合成子,在医药、农药、化工、材料等领域有着广泛的应用。开发 以甘油替代石油基原料合成手性环氧氯丙烷的绿色合成工艺具有重要的开发价值

膜技术在绿色生物制造中的应用

齐本坤,陈向荣,苏仪,沈飞,罗建泉,万印华

中国科学院过程工程研究所,生化工程国家重点实验室,北京 100190

摘要:生物制造是我国战略性新兴产业发展的重点领域,但生物制造过程中普遍存在着产物抑制、产物浓度低且 成分复杂、废水排放量大等问题。膜分离技术应用于生物制造过程,可有效解决

工业生物过程系统集成优化在有机酸生产中的应用

田锡炜1,2,路飞1,2,钱江潮1,2,庄英萍1,2,夏建业1,2,储炬1,2

1. 生物反应器工程国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237 2. 国家生化工程技术研究中心(上海),华东理工大学,上海 200237

摘要:生物基化学品在人类社会、经济和环境中的应用受到越来越多关注。工业生物过程是由高复杂性生命系统和 大规模性工程系统组成的有机整体,因此实现工业生物过程的系统集成对提升

生物基降解塑料行业现状

黄险波,王伟伟,曾祥斌

金发科技股份有限公司,广州 510663

摘要:发展生物基降解塑料不仅有利于解决白色污染问题,同时对减少碳排放以及削弱对石油资源的依赖有重 要意义。从产业化角度出发,综述了合成生物基降解塑料产业链现状,系统介绍了

聚氨基酸功能高分子的发展状况与应用前景

徐虹,冯小海,徐得磊,邱益彬

南京工业大学食品与轻工学院,南京 211816

摘要:聚氨基酸是一类重要的功能性高分子,利用生物法可制得结构特殊、分子量可控的聚氨基酸,如-聚谷氨酸 (-PGA)和- 聚赖氨酸(-PL)。作为生物聚合物,其分子量和用途直接关联。目前

马铃薯营养与健康功能研究现状

胡宏海,张泓,戴小枫

中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193

摘要:马铃薯是世界第三大粮食作物,是欧美等发达国家和部分发展中国家的主要食物来源。马铃薯营养和健康功 能受其品种、加工方式、食物组成等诸多因素的影响,已成为研究热点。主要

低升糖指数大米研究进展

王勇,应剑,董志忠,任晨刚

中粮营养健康研究院,营养健康与食品安全北京市重点实验室,北京 102209

摘要:无论从产量还是消费量来看,大米在中国乃至世界范围内都是最重要的谷物之一。2015 年我国稻谷产量 20 883 万吨,大米进口量338 万吨、价值15 亿美元。但是,食用大米后带来的血糖快速

大豆对预防老年痴呆的研究进展

方芳,王凤忠

中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193

摘要:随着人口老龄化问题的加剧,老年痴呆的发病比例逐年上升,并已成为困扰全人类的重大疾病问题。在缺 乏明确治疗手段的情况下通过饮食结构调整进行提早预防对于改善现状具有重要

果蔬功能成分与肠道菌群相互作用研究进展

王凤,赵成英,田桂芳,郑金铠

中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工重点实验室,北京 100193

摘要:果蔬是日常膳食的重要组成部分,其富含多种具有显著营养健康功效的功能成分,在促进人体健康和预防 疾病方面发挥着至关重要的作用。不断有研究证实,果蔬功能成分的多种营养健

极端酶研究进展及其在食品工业中的应用现状

刘欣,魏雪,王凤忠,辛凤姣

中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193

摘要:酶是一种高效的生物催化剂,因其反应条件温和、能耗低、特异性强、绿色环保等优势而广泛应用于 食品、纺织、饲料、医药、能源等各个领域中。随着食品工业的迅猛发展,食品制造

特殊医学用途配方食品研究进展与展望

孙玉凤,范蓓,王艳,孔志强,戴小枫

农业部农产品质量安全收贮运管控重点实验室,农业部农产品加工与质量控制重点开放实验室, 中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193

摘要:近年来, 我国慢性代谢疾病患者数量日益增加,受特定病理特征的影响,慢性代谢疾病患者对营养的需求 具有特殊性,如糖尿病患者需要低升糖指数的食品,特殊医学用途配方食品应运

中式肉类菜肴加工中营养品质变化研究进展

张春江1,2,3,张良1,2,3,黄峰1,2,3,张泓1,2,3

1. 中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193 2. 中农科合肥食品科学与营养创新研究院,合肥 23800 3. 中国农业科学院农产品加工研究所,主食加工技术研究院,哈尔滨 151900

摘要:中式肉类菜肴文化深厚、源远流长,深受消费者青睐。对肉类菜肴的原料营养成分、搭配原则、热烹饪方式, 以及肉类菜肴风味形成途径,扒鸡和红烧肉两种典型肉类菜肴加工过程中的

北京市食品营养健康产业发展历程、现状与问题

郭斐1,2,3,董笑晨1,2,3,于明璐1,2,3,4,卞祺1,2,3,于跃波1,2,3

1. 中粮营养健康研究院,北京 102209 2. 营养健康与食品安全北京市重点实验室,北京 102209 3. 老年营养食品研究北京市工程实验室,北京 102209 4. 中国科学院心理研究所,北京 100101

摘要:对北京市食品营养健康产业发展历程以及现状进行了总结,包括产业生命周期、产业供给分析和需求分析。 剖析了产业发展面临的问题,如资源环境的限制、本地企业发展方式的不足、

疫苗品种与市场

张银川1,于晓辉2,张爱华2, 张云涛2

1. 武汉生物制品研究所有限责任公司,武汉 430207 2. 中国生物技术股份有限公司,北京 100029

摘要:随着全球经济的发展、气候的变化等因素的影响,新发、突发传染病不断涌现,疫苗接种作为最经济、有 效的疾病预防手段,加之疫苗的高利润率,吸引着国内外众多企业进行疫苗的研

新型疫苗研发与下一代技术

杨益隆,徐俊杰

军事医学科学院生物工程研究所疫苗与抗体工程研究室,北京 100071

摘要:疫苗接种是人类历史上最为成功的医疗干预措施。近年来,疫苗研发出现了突破性进展,国内外上市了多 种针对重要传染病的新型疫苗。尽管如此,疫苗研发仍面临很大挑战,传统的疫

人用疫苗规模化生产工艺与技术

于晓辉1,李启明2,李秀玲2,沈荣3,张爱华1,张云涛1

1. 中国生物技术股份有限公司,北京 100029 2. 北京生物制品研究所有限责任公司,北京 101111 3. 兰州生物制品研究所有限责任公司,兰州 730046

摘要:随着社会进步和人类健康需求的提高,人用疫苗研发及生产技术发展迅速,我国在疫苗研发技术和生产工 艺的改进取得了长足的发展。分别阐述了灭活病毒性疫苗、多糖蛋白结合疫苗、

抗体药物研发热点分析

杜鹏,孙志伟

军事医学科学院生物工程研究所,北京 100071

摘要:从新靶点、新技术、新适应证三个方面对当前抗体药物的研发热点进行了综述,并着重分析了肿瘤免疫 治疗抗体、白介素抗体以及双特异性抗体的研究现状、特点和难点以及应用前景。

我国抗体药物产业分析和展望

李锋

北京天广实生物技术股份有限公司,北京 101111

摘要:抗体药物是现代生物医药产业的主力军,目前占全球生物药物市场的50%。生物类似药特别是抗体类似药 是一个新兴的市场,抗体类似药既不是新药也不是传统意义上的化学仿制药,有其

细胞和基因生物治疗领域展望

王莹,陈绪虹,于俊涛,陈博

康诺亚生物医药科技(成都)有限公司,成都 610041

摘要:最近的科研进展使细胞和基因疗法可以提供新兴的持久疗法,特别是在基因靶向改造细胞和诱导多能干细 胞(iPSCs)方面的发展,为以往不可治疗或只有应急和缓解治疗方案的疾病带来

中国传统发酵调味食品微生物功能分析与菌种选育技术

郑宇,谢三款,于松峰,张祥龙,吴艳芳,王敏

工业发酵微生物教育部重点实验室,天津科技大学生物工程学院,天津 300457

摘要:我国酱油、食醋、腐乳、豆瓣酱、泡菜等传统发酵调味食品具有悠久的酿造历史和独特的酿造工艺,多采 用开放式的发酵方式,以谷物、豆类等为原料,在多种微生物的作用下完成原料

生物质降解酶生产菌株的育种和应用

王方忠1,2,张睿钦1,金建玲1,夏蕊蕊3,肖林3,易勇4,张继祥4,侯少莉1,方诩1,5

1. 山东大学微生物技术国家重点实验室,济南 250100 2. 天津大学生物安全与战略研究中心,天津 300000 3. 山东龙力生物科技股份有限公司,山东省秸秆生物炼制重点实验室,禹城 251200 4. 山东圣琪生物有限公司,济宁 273517 5. 国家糖工程技术研究中心,济南 250100

摘要:虽然中国已经成为世界第二大经济体,但是依然面临着能源、资源和环境的挑战。石油资源面临枯竭,而 且生物乙醇是可再生且碳中性的生物液体燃料,所以从生物质提取乙醇一直是中

高耐性酱油酵母选育及其高密度发酵调控

陈雄,李欣,王志,代俊

湖北工业大学生物工程与食品学院,发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,武汉 430068

摘要:高耐性酵母广泛应用于食品、酿造、饲料、生物能源等行业,酵母的耐受性对其生产和应用有着决定性影响。 高耐性酵母菌种改良是酵母资源利用的关键步骤,高密度发酵是克服耐性酵

微生物代谢工程的研究进展和展望

顾洋1,李江华1,堵国成1,2,陈坚1,2,刘龙1,2

1. 江南大学工业生物技术教育部重点实验室,无锡 214122 2. 江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室,无锡 214122

摘要:代谢工程技术是构建微生物细胞工厂的重要方法,其主要目标是通过基因工程等手段将目标代谢产物产 量最大化。然而基因工程等操作往往会影响细胞生长速率,导致其生产强度降低。

应用合成生物学策略改良光合蓝细菌

孙韬,陈磊,张卫文

天津大学化工学院合成微生物学实验室,天津 300072

摘要:蓝细菌是一类能够直接利用光能和CO2 作为唯一能源和碳源进行生长的光合微生物。近年来,光合蓝细菌 以其独特的优势作为自养型细胞工厂合成了多种燃料及化学品。以光合蓝细菌中的

光合生产植物天然产物的代谢工程蓝藻研究现状

倪俊,陶飞,许平

上海交通大学生命科学技术学院,上海 200240

摘要:蓝藻是植物天然产物光合生产的理想平台,它们不仅具有遗传背景简单、营养需求低和高CO2 固定效率等 优势,还可以解决生物法制备天然产物所面临的植物源酶适配性、还原力供应和对

重离子束辐照在优良工业微生物新菌株创建中的应用实践

陈积红,胡伟,李文建

中国科学院近代物理研究所,兰州 730000

摘要:性能优良的工业微生物菌种是企业保持竞争力的重要保障,因此培育优质、高产的微生物新菌种依旧是生 物育种产业创新发展的核心内容之一。重离子束辐照作为一种高效的诱变手段,

ARTP 生物育种技术与装备研发及其产业化发展

吴亦楠1,邢新会1,2,张翀1,2,李和平2,3,王立言2

1. 工业生物催化教育部重点实验室,清华大学化工系生物化工研究所,清华大学合成与系统生物学研究中心,北京 100084 2. 清华大学无锡应用技术研究院生物育种中心,无锡 214072 3. 清华大学工程物理系,北京 100084

摘要:安全高效的微生物诱变和高通量筛选技术与装备是生物技术科研及产业发展的核心,具有重要的研究价值 和广泛的应用前景。笔者研究团队成功将基于大气压射频辉光放电的常压室温等

木质纤维素生物质炼制和多级资源化利用技术

文甲龙,袁同琦,孙润仓

北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室,北京 100083

摘要:木质纤维素生物质高值化利用的主要途径是当前的生物质炼制及多级资源化利用模式,即生物质各组分分 别转化为材料或化学品,最终实现生物质组分的高值化利用。概述了当前生物质

生物油选择性温和加氢制备含氧液体燃料

王兵,肖睿,张会岩

能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,东南大学能源与环境学院,南京 210096

摘要:生物质热化学转化制备生物油作为化石燃料的替代品具有重要的研究价值。与生物质相比,生物油具有更 高的能量密度和热值,而且便于运输和储存。但生物油作为高品质燃料使用前的

木质纤维素水热解聚制备能源化工平台化合物

李宇萍,张琦,王晨光,马隆龙

广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,中国科学院可再生能源重点实验室, 中国科学院广州能源研究所,广州 510640

摘要:木质纤维素是制备生物液体燃料和化工品的理想原料。介绍了近年来木质纤维素通过水热解聚途径制备能 源化工平台化合物和平台化合物碳链增长途径的研究进展,重点讨论了制备5-羟

3D 打印生物质基复合材料研究进展及应用前景

刘俊1,孙璐姗2,王钱钱1,孙建中1

1. 江苏大学生物质能源研究所,镇江 212013 2. 奥本大学消费者与设计学院,奥本 36849

摘要:3D 打印技术是智能制造领域的一项颠覆性创新技术,必将深刻影响和变革社会生产模式与人类生活方式, 更为重要的是,这一技术的出现为多元化、高值化利用来源广泛的生物质材料提

生物基尼龙的研究现状

高晗,弓桦,朱宁,方正,郭凯

南京工业大学生物与制药工程学院,南京 211800

摘要:作为五大工程塑料之一,尼龙(聚酰胺)具有良好的机械性能、耐磨和耐腐蚀等优点,应用范围广泛。近年来, 生物基尼龙受到了学术界和产业界的共同关注。简述了生物基尼龙的合成

木质纤维素的自然生物转化系统及其过程特征与仿生利用

耿阿蕾,孙建中,谢蓉蓉,吴建,肖楠

江苏大学生物质能源研究所,镇江 212013

摘要:规模化和产业化开发利用木质纤维素类生物质面临着许多科学和技术上的挑战,这些挑战的核心是如何实 现木质纤维素生物质的高效分离与有效转化。然而,在自然界中,不同生物系统

糖类衍生物催化制备含氧液体燃料和精细化学品

王英雄,侯相林,朱玉雷

中国科学院山西煤炭化学研究所,山西省生物炼制工程技术研究中心,太原 030001

摘要:通过生物炼制获取液体燃料和化学品是缓解当前能源危机的有效途径。概述了木质纤维素和甲壳素综合利 用方面的研究进展。重点介绍了笔者研究团队在平台化合物加氢制液体燃料、甲

生物质基平台分子5-羟甲基糠醛制备及其 高值化转化

严龙,傅尧

中国科学技术大学,安徽省生物质洁净能源重点实验室,合肥 230026

摘要:5-羟甲基糠醛是重要的生物质平台分子之一,可以由生物质糖类催化脱水重排直接制备,是实现生物质高 值化转化的重要媒介。CO 键选择性地重构是5-羟甲基糠醛制备及催化转化过程中的

纤维素乙醇产业化的突破口 ——集成就地产酶工艺的多联产生物精炼

曲音波1,毕衍金2,李雪芝1,赵淑晶2,韩小龙1,闫俊卿2,杜健1,李宏伟2

1. 山东大学微生物技术国家重点实验室,国家糖工程技术研究中心,济南 250100 2. 山东泉林纸业有限责任公司科研所,聊城 252800

摘要:纤维素乙醇产业化在可再生资源利用、环境污染控制、农业产业链延伸、农村经济发展、农民就业等方 面均可发挥重大作用。但由于生产成本仍然偏高,至今未能实现大规模的产业化。

固体碱活性氧蒸煮用于木质生物质预处理和组分分离

蒋叶涛,林鹿

厦门大学能源学院生物质化学转化实验室,厦门 361102

摘要:随着环境问题的日益突出和化石资源的逐渐枯竭,对可持续生物质资源的开发利用越来越引起人们的重视。 由于木质生物质具有天然的抗降解屏障,有效预处理和组分分离被认为是实现

螺杆挤压技术在生物质预处理中的机遇与挑战

唐成伦1,朱晨杰1,王泽刚2,张宇3,应汉杰1

1. 国家生化工程技术研究中心,南京工业大学生物与制药工程学院,南京 211816 2. 山东晨钟机械股份有限公司,桓台 256400 3. 河北天正筛选制浆设备有限公司,固安 065500

摘要:随着化石资源的日益枯竭和生态环境的不断恶化,可再生资源的开发和利用受到越来越多的重视。木质纤 维素作为地球上最丰富的可再生生物质资源,具有广阔的开发利用前景。预处理

花生肽功能特性研究进展

李宁,石爱民,刘红芝,刘丽,胡晖,王强

中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193

摘要:花生肽因其丰富的营养价值、卓越的功能特性、独特的吸收机制,近来备受关注。综述了国内外对花生肽 的功能特性的研究进展,分析问题并提出展望,为花生肽的合理开发提供指导。

自动化装置与免疫细胞治疗的规范化

李之良

山东新华医疗器械股份有限公司,淄博 255086

摘要:免疫细胞治疗已成为国际公认的第四种肿瘤治疗模式,近几年来发展迅猛,而伴随的免疫细胞治疗的规范化 也得到了广泛的关注。针对这一状况,介绍了自动化装置对免疫细胞治疗的规

一种新的免疫检查点分子——TIM-3

陆思芸,林峰,吴炯

浙江理工大学生命科学学院,杭州 310018

摘要:近十年在T 细胞活化增殖方面的新认识,导致了多种免疫检查点蛋白的产生,并以此用来上调或者下调T 细胞的活性。继PD-1 之后,越来越多的研究开始重视TIM-3 在各种疾病中的作用,将

过继T 细胞免疫治疗的工业研究进展与展望

梅义1,2,杨思鸣1,2,白仲虎1,2,戴晓峰1,2

1. 江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,无锡 214122 2. 江南大学生物工程学院,无锡 214122

摘要:随着商业化过继T 细胞免疫治疗产品在临床治疗中取得成功,过继T 细胞免疫治疗已经成为一种治 疗复杂疾病的新方法。但是实现T 细胞产业化并使其成为多种疾病的可靠、安全、有效的

T 细胞受体工程T 细胞疗法:战略和挑战

施炜星,杨春霞

上海宇研生物技术有限公司,上海 200333

摘要:T 细胞受体工程T 细胞疗法(TCR-T)是肿瘤治疗中很有希望的一种特异性过继性细胞免疫疗法,该方法 主要是将肿瘤抗原特异的TCR 基因通过载体转入自体的淋巴细胞中,再回输至病人体内

CAR-NK 细胞在肿瘤免疫治疗中的研究进展

赵报,程箫,吴炯

海南博鳌瑞达麦迪赛尔国际医疗中心有限公司,琼海 571435

摘要:自然杀伤细胞(NK 细胞)具有细胞毒性效应,无需抗原预先致敏,就能自发杀伤靶细胞,抵挡恶性肿瘤 和病原的入侵,参与免疫监视和抗肿瘤应答免疫。嵌合抗原受体(chimeric antigen r

CAR-T 细胞疗法的自动化设备及展望

聂简琪1,2,孙杨1,2,杨艳坤1,2,戴晓峰1,2,刘秀霞1,2,詹锦玲1,2,白仲虎1,2

1. 江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,无锡 214122 2. 江南大学生物工程学院,无锡 214122

摘要:嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor,CAR)T 细胞疗法是近年来发展非常迅速的一种细胞治疗技术。通过从患者或者捐献者外周血分离获得T 细胞,并进一步激活、基因修饰、扩增从而获得

CAR T细胞治疗在血液肿瘤中的临床研究

李军1,2,陈雄波1,2,董坚1,2

1. 湖北省肿瘤疾病细胞治疗临床医学研究中心,武汉 430022 2. 武汉思安医疗技术有限公司,武汉 430207

摘要:2017 年7 月12 日,首个用于复发或难治性儿童/ 成人急性淋巴细胞白血病的嵌合抗原受体T 细胞(CAR-T) 疗法CTL-019 获美国FDA 专家咨询委员会全票通过,标志着CAR-T 疗法在血液肿瘤临床试验

细胞免疫治疗产业化进展及相关风险因素

张水华,何询

深圳未名新鹏生物医药有限公司,深圳 518057

摘要:诺华公司的CTL-019 极有可能成为全球首个获批上市的CAR-T 产品,这无疑将进一步推动细胞免疫治疗研发进程。这种特殊的医疗技术能否商业化成功的关键是CAR-T 细胞制品本身,而该制品的