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农药降解酶系列

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农药降解酶制剂的核心技术来源于中国科学院沈阳应用生态研究所和中国科学院北京动物所,共有5个核心发明专利支撑这一产品。农药降解酶是产品的技术核心,围绕工程菌表达,酶加工工艺、酶稳定性保护技术及洗剂配方等由公司经过产业化开发已完成中试,并开发出相应的农药降解酶制剂产品,使这一技术得以实现产业化,并推向市场。

1、技术原理

长期以来,在多种类型化学农药杀虫剂的选择压力作用下,昆虫经过进化,其体内产生了能降解各种杀虫剂农药的解毒酶,这种解毒酶可以将大剂量的杀虫剂通过生物降解途径,脱去农药的毒性,昆虫的解毒酶比微生物更强更全面。本项目采用现代生物技术,克隆了B1、A2B2、E4、P450四个昆虫酯酶基因片段,并从微生物中克隆了PTE基因作为载体,构建了4个含有一种解毒酶基因片段的表达载体,即:PET28B1、PET28A2B2、PETDuet-B1-OPH和pETDuet-E4-OPH,三个含有多个解毒酶基因片段的表达载体:PETDuet-B1-OPH和pETDuet-E4-OPH、PETDuet-eYPqG2-NADPHp450rcductase,

分别转化到感受态大肠杆菌中,利用蓝白班筛选得到具有降解残留农药能力的高效表达基因工程菌,通过发酵培养该工程菌以获得农药降解酶,通过酶    降解途径将农药的O-P键或P-S键打断,将其分解成不具有毒性的各种代谢   产物,代谢产物可被溶水清洗,从而去除残留农药。

2、技术特点

(1)解毒谱宽、降解高效

本技术成果将工程菌及筛选功能菌相结合构建解毒酶制剂,具有解毒谱宽、降解高效的特点。对有机磷类农药的降解率达90%以上,对氨基甲酸酯、有机氯酸酯、拟除虫菊酯类农药的降解率达85%以上。

(2)降解速率快,使用方便

本技术在去除果蔬表面残留农药时,只需在果蔬表面喷洒少许或浸泡10分钟即可去除果蔬表面残留农药;在土壤处理时不受温度、水分及有机质等土壤条件的影响,降解效果快速、稳定。

(3)纯生物酶制剂,无二次污染,使用安全

一般化学清洗剂,虽具有一定的去除农药残留的作用,但在使用过程中不可避免的带来新的污染源,而农药降解酶制剂生产过程中,采用的宿主菌是经过基因工程技术处理的无毒无害的大肠杆菌;此外,大肠杆菌的产酶类型为胞内酶,在菌体破碎过程中,已将含有降解酶的大肠杆菌细胞破碎成细小片段,大肠杆菌已全部失去活性,为此农药降解酶制剂在使用过程中是安全的,不存在任何潜在的毒害风险,不会产生新的污染源。

3、技术产品用途

目前农药降解酶制剂产品开发主要分三类:

(1)果蔬表面残留农药的去除

开发家庭装“果蔬清洗剂”,用于日常家居清洗水果、蔬菜,保护人类饮食健康,目前已有“倍盾”果蔬清洗剂产品。

(2)农田污染土壤修复

针对蔬菜产区开发保护地污染土壤修复剂,对常年大量施用农药而造成

农药污染的土壤进行修复,进而延长土壤的使用寿命

(3)农药企业污水处理等需求

用于农药厂的污水无害化处理,使污水排放达到环保要求,降低排污对

环境造成的不良影响。

4、技术成熟度

农药降解酶技术现有授权专利5项(一种农药降解酶制剂ZL201110431638.7、一种随机突变改造的有机磷农药降解酶及其编码基因zl201310043314.5、一种超级工程菌及其表达的解毒酶和其构建方法及应用zl200510086957.3、一种农药降解酶制剂及其制备方法zl201110431076.6、一种以高效氯氟氢菊酯为底物的降解菌株的筛选方法zl200810010695.6);涉及鉴定成果:“有机磷、菊酯类杀虫剂降解制剂研制与应用”(沈科鉴字[2009]第085号),鉴定结论认为该成果对降低果蔬农药残留具有重要意义和良好的应用前景,成果总体达到国内领先水平。项目技术2011年被列入国家火炬计划项目,2012年获得辽宁省“专精特新产品”,2014年获得本溪市科技进步三等奖。公司在完成理论技术研究的同时,完成了工业化生产工艺研究,并已建成年产解毒酶干粉100吨、年产解毒酶液体制剂300吨的生产线,已开发出家庭用“倍盾”果蔬清洗剂产品,并已在我国北方地区进行推广销售。

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