轻工技术与工程一级重点学科主要研究方向介绍

时间:2015-03-11浏览:328设置

1、食品生物技术方向

主要研究内容是:

   1)河南特色农产品现代生物加工;

   2)传统发酵食品现代生物技术改造;

   3)现代生物技术制造新型食品添加剂。

特色优势:

   1)在河南特色农产品现代生物加工中,应用基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等现代生物技术,改善食品品质、提高农产品加工深度、实现农产品的综合利用。

   2)在传统发酵食品现代生物技术改造中,将离子注入、(超)高静水压、原生质体融合、基因工程等先进育种技术应用到啤酒酵母等菌种选育,实现的优质、高效生产;深入研究传统发酵食品如食醋的保健机理,开发新型风味发酵食品。

   3)在现代生物技术制造新型食品添加剂中,对生物活性分子酶法改性等理论和应用进行了研究,开发了多种新型安全食品添加剂和功能食品基料。

已取得代表性科研成果: 全小麦啤酒酵母菌种"商啤3"的诱变育种及应用研究获河南省科技进步二等奖,联合酶-超滤耦合制备壳寡糖获河南省科技进步三等奖、酶解-膜分离耦合生产红枣多糖获郑州市科技进步二等奖、《石斛酒的研制》获河南省教育厅科技成果二等奖。近三年在国内外重要刊物发表论文90多篇(其中SCIEIISTP等收录23篇)。《石斛酒的研制》等8项科研成果鉴定通过河南省科技厅组织的鉴定,全部达到国内领先水平。《食品工程类应用型人才实践教学平台构建及管理的研究与实践》教学成果通过省级成果鉴定。在服务企业方面,开发的多项食品生物技术在企业得到应用,如“酿酒酵母的高压驯化研究”在汝阳杜康公司得到应用,“石斛酒生产技术“在沙河酒业得到应用,为企业创造效益近2亿元。

在研代表性项目:

   1)超高压下环糊精/熊果酸超分子体系的包合作用及形成机理,国家自然科学基金;

   2)熊果酸分子修饰产物的酶催化合成和生物活性分析,河南省杰出科研人才项目;

   3)联合酶-超滤制备红枣多糖,河南省高新技术产业化项目, 纵伟为技术负责人;

   4)“酶解技术在传统酿造米醋生产中的应用“,河南省重点科技攻关项目;

   5)红枣精深加工科技创新团队,郑州市科技局人才项目。

可能取得的突破:

   1)在理论上,将明确传统发酵食品如食醋的保健机理,为传统发酵食品的开发提供理论支撑;将明确高压下酶催化改性食品添加剂的机理,为开发新型食品添加剂提供支撑。

   2)在产业化中,在多种先进育种技术应用在菌种选育中,将筛选得到2-3株高性能的生产菌,提高目前啤酒、食醋的生产技术水平。

2、食品生物安全方向

主要研究内容是:

   1)食源性致病菌的安全评价及其试剂盒的研发。通过对食品所含致病微生物(包括动植物病毒)的检测,以获得食品各种食源性致病微生物的种类和生态情况,并结合毒理学和国家各种食品致病微生物的标准,对各种微生物在食品存在情况给予安全的评价,同时开发研制相关致病微生物简便、快速的检测试剂盒,以方便相应致病菌的检测。

   2)食品添加剂与非食用物质安全评价及其试剂盒的研发。通过食品添加剂和非实用性物质(包括农药的残留、生物毒素等)的检测,来获得食品中这些有害物质的含量,结合毒理学和国家各种食品致病微生物的标准,对各种有害物在食品存在情况给予安全的评价,同时开发研制相关有害物的快速检测技术,以方便相应有害物质的检测。

   3)纳米技术在生物安全评价的应用研究。通过与英国龙比亚大学纳米生物安全评价中心合作,开发相应的纳米技术,来应用于食品安全评价的研究;利用微纳米结构的组装技术、微纳米结构的表面修饰技术等,对已进行安全评价的纳米产品进行改造和优化,使所检测评价的有害纳米产品适合于生命安全的产品。

特色优势:

    生物安全检测需要先进的仪器设备做支撑,如核酸探针和聚合酶链反应(PCR)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱法(GC)、气相色谱—质谱联用(GC-MS)、液相色谱- 质谱联用(LC-MS/MS )等。目前我们实验室拥有大多数需要的仪器设备,也已经开展了许多研究工作,承担有国家高新技术研究发展计划(863计划)项目“猪肉生产加工及关键危害控制”,主持河南省杰出青年科学基金项目“高通量食源性致病菌微全分析检测技术研究”,河南省重大科技攻关项目“口蹄疫病毒DNA疫苗研究”、“非典病毒快速检测及诊断试剂盒”和教育厅科技攻关项目“用酶标仪快速定量批检谷丙转氨酶的方法学研究”等10余项课题研究,已经开展了金标免疫方法、酶联免疫方法(ELISA)、核酸探针和聚合酶链反应(PCR)、生物传感技术、荧光免疫分析等简便快速的检测技术研究。

在研代表性项目:

    参与承担了省重大科技攻关项目食品安全检测关键技术的研究;省杰出青年基金项目牙鲆PRMT1基因对细胞抗病毒效果和其他免役基因表达的影响;省科技攻关项目食源性病毒快速检测试剂盒研制。

可能取得的突破:从仪器设备和在研项目等综合来看,本实验室的研究水平和研究手段处于国内先进水平。基于DNA计算相关的研究,利用生物信息处理技术来实现食品生物信息化的储备,为建立食品生物条形码打下基础,另外,在生物传感器和食品毒理学上也获得突破。纳米技术在生物安全评价的应用研究方面也有望取得突破。

3、烟草生物技术方向

    本学科方向主要将基因重组、酶工程和发酵工程技术应用于烟草的预处理和加工工艺过程,减少烟草的危害成分,促进烟草化学成分的定向转化,提高卷烟的品质和安全性。

特色优势:本学科方向在卷烟减害生物技术、烟草香味前体物质生物催化与转化、烟草品质改善的微生物技术和烟草相关生物安全评价方面开展了深入研究,取得了丰富科研成果,形成了高水平的研究团队,在烟草行业处于领先地位。

    相关研究系统地揭示了烟碱降解的生物化学过程机理,微生物代谢烟碱重要基因的重组和工程菌的构建,开辟了一条降低烟草生物碱的新途径并将该技术应用于卷烟工业生产;开展具有耐烟碱高效降解烟草亚硝酸盐菌株的分离鉴定,研究了菌株在烟叶自然醇化中、烟丝发酵后亚硝酸盐的含量变化,考察了降低烟气TSNAs的效果。该方向工作的开展不但有利于揭示卷烟危害产生的成因,也为卷烟减害提供新途径和新方法。开展了用于香味前体物质生物催化与转化的酶分离纯化、定向改造、催化工艺等关键技术研究,以及生物催化反应机理等基础性科学问题研究;开展了利用现代生物技术对传统烟草香料的定向改良以及特殊产香菌株的发现及产香机理研究。该方向科研工作的开展不但为低焦油卷烟发展提供了丰富的特色香料产品,也为阐明烟草香味前体物质在烟草生产和加工过程中转化机理和在燃吸过程中裂解转移规律以及全面揭示卷烟风格特征奠定了理论基础。以提高烟草品质为目的,开展烟草微生物在烟草中的分布及消长规律研究;开展微生物在烟草中代谢作用规律及其对烟草原料品质的影响研究;开展烟草品质相关的酶研究及酶制剂的研发;开展烟草大分子物质的微生物降解机理及途径研究;开展烟草生物醇化技术研究及应用。利用毒理学和分子生物学方法建立烟草相关生物安全评价技术平台;开展烟气危害成分对体外细胞和分子的影响作用研究;开展全烟气生物安全性评价模型体系研究;开展烟草添加剂的体外生物安全评价研究,开展生物安全性评价技术标准研究等。

    研究方向带头人马林教授承担的国家自然科学基金项目“低水分活度环境角质酶协同尼古丁脱氢酶降解尼古丁反应机理研究”(20646004)已结项,主持在研国家自然科学基金项目“烟碱降解手性中间体6-羟基-烟碱的生物合成、安全性与生理功能研究”(20976169)。

    近三年,共主持国家自然科学基金项目2项,省部级科研项目3项,横向项目8项,发表学术论文45篇,三大收录文章10篇,多项研究成果为企业所应用,创造巨大经济和社会效益。

4、生物催化与转化方向

主要研究内容:

    主要进行酶资源开发与应用、酶催化机理、生物活性分子酶法改性等理论和应用研究,研究成果为食品学科相关研究方向拓展研究领域、丰富研究内容和技术手段、提升研究水平等提供了强有力的理论和技术支撑。

特色优势:

    在脱氢酶、糖苷合成酶、脂肪酶等产生菌菌株选育、酶发酵条件优化、催化机理探讨、基因克隆表达等方面进行了深入研究,并将理论和技术研究成果应用到生物医药和食品科学相关学科方向研究,开拓了新的研究领域。

代表性科研成果:

   1)通过氧化葡萄糖酸杆菌催化合成糖尿病药物米格列醇中间体关键酶的研究,揭示了新型辅酶PQQ膜结合脱氢酶的关键作用,并深入研究了其催化动力学机制,建立了该酶的催化动力学模型,取得了较高水平的理论成果;

   2)通过筛选大量天然糖苷酶和果糖基转移酶,并对其基因进行了克隆与表达研究,为糖苷合成研究打下坚实的基础;

   3)通过基因克隆、功能分析,从超嗜热古菌发现一种新型酯酶,并对该酶的生化性质进行细致研究,为酶的工业化应用奠定基础。

在研代表性项目:

   1)法地司他制备关键技术脂肪酶手性拆分的研究.河南省杰出人才创新基金项目,50

   2)生物技术药物中试放大及分离纯化技术平台.国家十一五“重大新药创制”科技重大专项滚动项目:2009ZX09306 子课题;80

   3)离子液体中果糖基转移酶构象转变与受体反应选择性关系的研究,国家自然科学基金,项目编号:21176229, 2011-201558

   4)耐高温酸性α-淀粉酶的研制与开发.河南省重点科技攻关项目102102210063,项目经费10万元

   5)郑州市金水区科技攻关项目.耐热酸性普鲁兰酶的研制与开发,3万元

可能取得的突破:

   1)糖尿病治疗新药法地司他的工业化应用;

   2)耐高温酸性普鲁兰酶的工业化应用;

   3)葡萄糖氧化杆菌高密度发酵生产乙醇酸。



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