团队名称

高分子材料智能生物制造

团队简介

本团队聚焦生物高分子材料智能智造，以合成生物学与发酵工程为核心，开展以下应用:

生物基高分子材料的高效合成；

发酵食品研发；

材料生态应用。

团队致力于突破绿色制造技术瓶颈，开发高附加值生物基材料，为高分子材料产业可持续发展提供核心支撑。

团队负责人

曹伟锋 教授

团队成员

乔长晟 教授

侯 颖 副教授

陈保送 讲师

研究方向

1. 曹伟锋 教授 新型智能化生物反应过程创制

（1）新型智能化生物反应过程创制

（2）天然产物的微生物合成与生物转化（聚谷氨酸，普鲁兰多糖，聚苹果酸）

（3）功能食品的开发（抗缺氧，抗疲劳制品）

（4）膜分离技术原理与工程应用

2. 乔长晟 教授 智能生物高分子材料设计与合成

（1）生物高分子材料智造

（2）发酵食品研发

（3）高分子材料的生态应用

3. 侯颖 副教授 高值产品的生物合成与智造

（1）重组菌株的构建和遗传改造

（2）高附加值产品的生物合成

4. 陈保送 讲师 功能导向的精准食品设计与智造

（1）食药用真菌活性物质及高值化应用

（2）高值化食品次级代谢成分的生物智造

（3）特殊生境微生物资源挖掘及应用

教学科研成果

教学成果

1. 指导学生参加2024“天开杯”创聚津门全过大学生智能科技创新创业挑战赛并获得五十强创服团队荣誉；

2. 指导学生参加第八届“创青春”中国青年创新创业大赛，获得初创组优秀奖；

3. 获得两项2022年天津市教学成果特等奖；

4. 指导学生参加2025年天津市第九届黄炎培职业教育创新创业大赛中荣获本科组二等奖；

5. 获得2024年中国国际大学生创新大赛天津赛区优秀创新创业导师奖；

6. 获得2021年第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛天津赛区金奖；

7. 获得2022年“招商银行杯”第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛天津科技大学赛金奖

文章

1. Li Q, Li Y, Niu J, Hang X, Cao W, Fan R, Wan Y. Green process for xylo-oligosaccharide production from acetic acid hydrolysis of sugarcane bagasse by an integrated membrane technology and activated carbon adsorption. J Environ Manage. 2025, 375:124201.

2. Xu Y, E Y, Zhang Y, Cui J, Cao W. An integrated membrane-resin strategy for efficient pigment recovery and valorization from baker's yeast wastewater. J Water Process Eng. 2025, 77:108622.

3. Chen L, Liu X, Sha F, Zhao T, Cao W, Qiao C. Enhanced β-glucan production in aureobasidium pullulans via combinatorial artp mutagenesis, dual-dye screening, and medium optimization. Int J Biol Macromol. 2026, 335:149317.

4. Chen S, Li W, Zhao X, Li M, Zhao T, Zheng G, Cao W, Qiao C. Application of explainable machine learning in the production of pullulan by Aureobasidium pullulans CGMCCNO.7055. Int J Biol Macromol. 2025, 308:142374.

5. Si X, Lu L, Li Y, Li J, Zhao T, Cao W, Qiao C. Maximizing poly(γ-glutamic acid) decolorization efficiency from Bacillus licheniformis: An integrated strategy combining ion exchange, activated carbon adsorption and membrane separation. Sep Purif Technol. 2025 378:134624-134624.

6. Lu L, Li Y, Guan Q, Zhao T, Cao W, Qiao C. Development of novel dead-end filtration strategy for isolation of pullulan broth. Process Biochem. 2025, 156: 359-368.

7. Chen S, Zhao T, Li M, Zhao X, Li Z, Zheng G, Cao W, Qiao C. Efficient production of pullulan by Aureobasidium pullulans using a multi-objective optimization strategy with orthogonal experimental design coupling artificial neural network and genetic algorithm. Int J Biol Macromol. 2024, 280: 135588.

8. Wang G, Li J, Wang S, Li Y, Chen S, Zhang L, Zhao T, Yin H, Jia S, Qiao C. Using machine learning methods to predict the ß-Poly (L-malic acid) production by different substrates addition and secondary indexes in strain Aureobasidium melanogenum. Fermentation. 2022, 8(12): 729.

9. Guo L, Lu L, Wang H, Zhang X, Wang G, Zhao T, Zheng G, Qiao C. Effects of Fe2+ addition to sugarcane molasses on poly-γ-glutamic acid production in Bacillus licheniformis CGMCC NO. 23967. Microb Cell Fact. 2023, 22(1):37.

10. Qiao C, Sun G, Cao W, Shen F, Fan R, Wan Y. Green process for isolation and purification of poly(β-L-malic acid) from Aureobasidium spp. by an integrated ion exchange and membrane separation. Int J Biol Macromol. 2023, 253:126505.

11. Qiao C, Sun G, Li H, Cao W, Shen F, Fan R, Wan Y. Fractionation and characterization of poly(β-L-malic acid) produced by Aureobasidium melanogenum ipe-1. Int J Biol Macromol. 2023, 242: 124720.

12. Cao W, Deng T, Shen F, Rong F, Qiao C, Wan Y. Electrolytic stimulation in aid of poly(β-L-malic acid) production by Aureobasidium melanogenum ipe-1. Int J Biol Macromol. 2022, 223: 722-731.

13. Cao W, Cao W, Shen F, Luo J, Yin J, Qiao C, Wan Y. Membrane-assisted β-poly(L-malic acid) production from bagasse hydrolysates by Aureobasidium pullulans ipe-1. Bioresour Technol. 2020, 295:122260.

14. Cao W, Cao W, Shen F, Luo J, Yin J, Qiao C, Wan Y. A sustainable pH shift control strategy for efficient production of β-poly(L-malic acid) with CaCO3 addition by Aureobasidium pullulans ipe-1. Appl Microbiol Biotechnol. 2020, 104(20): 8691-8703.

15. Hou Y, Zhao W, Ding X, Zhang X, Li Z, Tan Z, Zhou J, Wang H, Jia S. Co-production of 7-chloro-tryptophan and indole pyruvic acid based on an efficient FAD/FADH2 regeneration system. Appl Microbiol Biotechnol. 2023, 107(15): 4873-4885.

16. Hou Y, Wang F, Tan Z, Cui J, Jia S. Antifungal mechanisms of ε-poly-L-Lysine with different molecular weights on Saccharomyces cerevisiae, Korean J Chem Eng. 2020, 37(3): ‏482-492

17. Zhang R, Dai H, Chen B, Wang H, Qin Y, Ren J, Zhang M, Yin R, Sun J, Han J, Tong Y, Zhang Y, Liu H. Iizuchalasin A: A marine fungal metabolite with a cage-like structure that binds targ to inhibit wall teichoic acid biosynthesis by multidrug-resistant S. aureus. Angew Chem Int Ed Engl. 2026, 65(10):e23303.

18. Dong W, Jiang X, Dong J, Han J, Sun J, Wang W, Li X, Lei Y, Wuren T, Liu N, Liu H, Chen B. Molecular networking combined with MALDI-MSI reveals new lanostane-type triterpenoids with anti-hepatocellular carcinoma activity and their spatial distribution in the fruit body of Ganoderma leucocontextum. ACS Omega. 2025, 10(23):24740-24755.

19. Chen B, Han J, Wang M, Dai H, Zhang J, Cai L, Wei S, Zhang X, Liu H. Amplisins A-E, chromone methide polymers with hypoglycemic activity from a new fungicolous fungus Amplistroma fungicola. Org Chem Front. 2020, 7(18): 2761-2769.

20. Chen B, Lin J, Xu A, Yu D, Phurbu D, Dai H, Li Y, Liu H. Glyceroglycolipids from the solid culture of Ophiocordyceps sinensis strain LY34 isolated from Tibet of China. Mycology. 2022, 13(3):185-194.

21. Chen B, Wang Y, Xie F, Liu H, Dai H. Identification of siderophores blocking infection of Pseudomonas aeruginosa from Kitasatospora sp. LS1784. J Antibiot. 2024, 77(1):4-12.

22. Chen B, Han J, Bao L, Wang W, Ma K, Liu H. Identification and α-glucosidase Inhibitory activity of meroterpenoids from Hericium erinaceus. Planta Med. 2020, 86(8):571-578.

23. Wang H, Zhang R, Ma B, Wang W, Yu C, Han J, Zhu L, Zhang X, Dai H, Liu H, Chen B. Japonamides A and B, two new cyclohexadepsipeptides from the marine-sponge-derived fungus Aspergillus japonicus and their synergistic antifungal activities. J Fung. 2022, 8(10):1058.

24. Zhang J, Chen B, Liang J, Han J, Zhou L, Zhao R, Liu H, Dai H. Lanostane triterpenoids with PTP1B inhibitory and glucose-uptake stimulatory activities from mushroom Fomitopsis pinicola collected in North America. J Agric Food Chem. 2020, 68(37):10036-10049.

25. Dong W, Chen B, Zhang R, Dai H, Han J, Lu Y, Zhao Q, Liu X, Liu H, Sun J. Identification and characterization of peptaibols as the causing agents of Pseudodiploöspora longispora infecting the edible mushroom Morchella. J Agric Food Chem. 2023, 71(47):18385-18394.

26. Han J, Chen B, Zhang R, Zhang J, Dai H, Wang T, Sun J, Zhu G, Li W, Li E, Liu X, Yin W, Liu H. Exploring verrucosidin derivatives with glucose-uptake-stimulatory activity from Penicillium cellarum using MS/MS-based molecular networking. J Fungi. 2022, 8(2):143.

27. Zhang J, Chen B, Dai H, Ren J, Zhou L, Wu S, Liu H. Sesquiterpenes and polyphenols with glucose-uptake stimulatory and antioxidant activities from the medicinal mushroom Sanghuangporus sanghuang. Chin J Nat Med. 2021, 19(9):693-699.

项目

1. 天津市科技计划项目：医美级聚谷氨酸绿色高效提取技术开发与应用，曹伟锋，2025-2027

2. 吉林省科技发展项目：全生物可降解医美级聚谷氨酸制备关键技术与产品应用，曹伟锋，2025-2027

3. 国家自然科学基金面上项目：发酵-膜分离耦合调控生物合成β-聚苹果酸的机理研究（22278412），曹伟锋，2023-2026

4. 国家重点研发计划子课题：生物活性物质分级纯化关键技术及应用（2022YFC2105103），曹伟锋，2022-2025

5. 北京市基金面上项目：出芽短梗霉合成β-聚苹果酸的功能蛋白质及其调控机理研究（5182025），曹伟锋，2018-2020

6. 国家自然科学基金青年基金：发酵-膜分离耦合制备生物材料β-聚苹果酸的规律及机理研究（21406240），曹伟锋，2015-2017

7. 国家863计划项目子课题：生物法生产长链二元酸关键技术开发及应用示范（2015AA021002），曹伟锋，2015-2017

8. 宁夏自治区重点研发项目：贺兰山非金属露天矿山生态恢复专用机制研究与示范，乔长晟，2021-2024

9. 四川省科技计划重点研发项目：新型绿色多功能节肥抗旱保水剂γ-聚谷氨酸水凝胶的研发及其在农业的应用，乔长晟，2021-2024

10. 国家合成生物技术创新中心科研项目：基于植物原料与食用菌的肉用香精关键技术与产品的开发，乔长晟，2020-2022

11. 宁夏自治区重点研发项目：基于可降解生物材料的荒漠化治理关键技术研究与应用，乔长晟，2022-2024

12. 内蒙古自治区科技成果转化专项项目:马铃薯淀粉废弃物液体复合肥开发，乔长晟，2019-2021

13. 宁夏自治区重点研发计划重点项目：农用微生物菌剂的研发及应用模式，乔长晟，2018-2020

14. 企业项目：医美级聚谷氨酸产品的开发，乔长晟，2022-2026

15. 企业项目：枸杞中抗氧化活性物质的提取及在日化产品中的应用，乔长晟，2019-2021

16. 天津市自然科学基金青年项目：重组大肠杆菌全细胞转化苯丙氨酸生产苯乳酸（18JCQNJC78600），侯颖，2018-2021

17. 天津市教委科研计划项目自然科学基金：重组大肠杆菌全细胞转化苯丙氨酸合成苯乳酸（2017KJ011），侯颖，2017-2020。

18. 国家自然科学基金青年基金：抗阿尔茨海默病活性鸟巢烷二萜高效挖掘（82204257），陈保送，2023-2025

19. 中国博士后科学基金面上项目：基于组合生物合成新结构鸟巢烷二萜的发现及抗阿尔兹海默病活性评价（2021M703447），陈保送，2021-2023

20. 厅局级项目：大武口区特色农产品精深加工技术研究与产品开发，陈保送，2025-2026

21. 企业项目：牛樟芝平板培养技术服务，陈保送，2025-2027

专利

1. 乔长晟，倪雪，张琳，孙银华，李振海，一株内生菌粉红粘帚霉NG-12及其应用，ZL202510479404.1（授权）

2. 乔长晟，程一凡，牛思思，赵廷彬，钟海蛟，酿酒酵母 BYBC2.21100 在制备耐缺氧食物产品中的应用202510256317.X

3. 乔长晟，李积成，盖丽丰，赵廷彬，李振海，一种基于静电自组装的叶黄素纳米颗粒及其制备方法，202511243664.5

4. 乔长晟，东平，侯颖，王凡，张琳，一种烟酰胺磷酸核糖转移酶的突变体及其应用，202510453543.7

5. 乔长晟，刘晓倩，牛思思，张琳，乔泊浩，一种利用惰性载体生产可溶性β-葡聚糖的方法，202511845922.7

6. 乔长晟，雷俊豪，曹伟锋，盖丽丰，张琳，马正旺，一种以糖蜜为原料细胞固定化生产聚苹果酸的方法，ZL202410364306.9（授权）

7. 乔长晟，成刚刚，鲁亮，赵廷彬，李振海，一种从高粘度发酵液中提取普鲁兰多糖的工艺，ZL202222180191.0（授权）

8. 乔长晟，李祥松，赵廷彬，郭利飞，盖丽丰，一种γ-聚谷氨酸高产菌株及应用，ZL202210189069.8（授权）

9. 乔长晟，赵廷彬，马正旺，钟海蛟，郝心怡，一种提高聚苹果酸产量的发酵方法，ZL201810757150.5（授权）

10. 乔长晟，张莹莹，牛雅倩，张琳，赵廷彬，一种高产聚苹果酸的菌株及提高聚苹果酸产量的方法，ZL201911344824.X（授权）

11. 乔长晟，高翠，陈畅，赵廷彬，孙银华，一种添加硝酸钠提高β-聚苹果酸产量的制备方法，ZL201822283253.1（授权）

12. 乔长晟，王帅，李雪，张卫，孙雨，一种从生物发酵液中同时提取β-聚苹果酸和普鲁兰多糖的方法，ZL201710976584.X（授权）

13. 乔长晟 ，陈康琰，盖丽丰，一种发酵过程中添加亮氨酸生产γ‑聚谷氨酸的方法，ZL201610825876.9（授权）

14. 李雪，乔长晟，张卫，一种盐碱地的治理方法，ZL201711430009.6（授权）

15. 乔长晟，孙雨，李振海，李雪，高效去除水中六价铬离子的生物高分子凝胶的制备方法，ZL201610276406.1（授权）

16. 乔长晟，王羿超，李雪，盖丽丰，减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，ZL201410820129.7（授权）

17. 乔长晟，任友花，李雪，颗粒肥料及其制备方法，ZL201410815738.3（授权）

18. 乔长晟，李文军，朱明，于世云，果蔬汁乳酸发酵饮料的制备方法，ZL201510936039.9（授权）

19. 乔长晟，任友花，李雪，一种新型复合微生物肥料及其制备方法，ZL201410839952.2（授权）

20. 乔长晟，牛雅倩，张琳，赵廷彬，李雨桐，一种用于回收废水中蛋白质的复合生物絮凝剂试剂组合和使用方法，ZL202110029375.0（授权）

21. 曹伟锋，李积成，乔长晟，赵廷彬，李振海，一种大孔树脂介导离子交换法制备聚谷氨酸钙的方法，202511765918.X

22. 曹伟锋，路琳玉，赵廷彬，李振海，钟海蛟，一种高粘度普鲁兰多糖发酵液去除菌体的方法，202510623755.5

23. 曹伟锋，雷俊豪，赵廷彬，盖丽丰，张琳，马正旺，一种以洋姜为原料生产聚苹果酸的方法，202411277075.4

24. 万印华，曹伟锋，一种长链二元酸发酵液脱色及脱蛋白的方法，ZL201710464372.3（授权）

25. 万印华，曹伟锋，杭晓风，陈向荣，一种发酵与膜分离耦合生产长链二元酸的方法，ZL201410067073.2（授权）

26. 万印华，曹伟锋，杭晓风，陈向荣，一种发酵分离耦合生产长链二元酸的方法，ZL201410065873.0（授权）

27. 万印华，曹伟锋，陈向荣，杭晓风，一种利用氧化还原电位调控发酵过程生产长链二元酸的方法，ZL201610196329.9（授权）

28. 刘宏伟，马兵，杨波，宝丽，陈保送，灵芝杂萜化合物，其药用组合物及其应用，ZL201710286626.7（授权）

29. 刘宏伟，宝丽，陈保送，张金金，一种茯苓皮三萜组合物的制备方法及其应用，ZL201910092966.5（授权）

30. 刘宏伟，宝丽，陈保送，张金金，一种茯苓皮三萜组合物的制备方法及其应用，PCT/CN2019/128086

31. 刘宏伟，陈保送，韩俊杰，宝丽，一种提取猴头菇提取物的方法及其应用，ZL202010152924.9（授权）

32. 刘宏伟，张芮，陈保送，代焕琴，韩俊杰，王海峰，具有广泛抗菌活性的细胞松弛素类化合物及制备方法与应用，202310970971.8

33. 刘宏伟，孙敬祖，陈保送，一株伯克霍尔德氏菌及其应用，202411610985.X

标准

1. “超高分子量聚谷氨酸发酵工艺规程”，乔长晟，2023，团体标准（T/SOFIDPA0005—2023）

2. “含聚谷氨酸有机肥溶液（微量元素型）”，乔长晟，2025，团体标准（T/SOFIDPA0006—2025）

教材或著作

1. 《天然药物化学》，陈保送（参编），2025，高等教育出版社

2. 《真菌进化生物学》，陈保送（参编），2022，科学出版社

3. 《生物反应工程原理》，乔长晟（参编），2022，科学出版社

4. 《生物工程设备》，乔长晟（参编），2020， 中国轻工业出版社

5. 《发酵工程实验教程》，乔长晟（参编），2016， 高等教育出版社

6. 《发酵食品》，乔长晟（参编），2013，中国质检出版社，中国标准出版社

获奖

1. “细菌纤维素生物合成调控及其应用”，乔长晟，2020，天津市科技进步二等奖

2. “设施果蔬冬春温光逆境调控技术创新与应用”，乔长晟，2022，天津市科技进步二等奖

3. “新型肥料增效剂研发与产业化应用关键技术”，乔长晟，2022，四川省科学技术进步二等奖

4. “高性能膜分离材料，膜过程强化关键技术及装备的研制与应用团队”，曹伟锋，2014，中国科学院科技贡献奖

成果转化及应用

1. 联合天津北洋百川生物技术有限公司（2008 年成立，国家级高新技术企业）完成聚谷氨酸等生物高分子材料研发与产业化，布局多省生产基地，承担多项国家级，省部级科研项目，2022 年获四川省科技进步二等奖。

   联合天津慧智百川生物工程有限公司（国家级高新技术企业）开展 γ- 聚谷氨酸水凝胶保水剂产业化研究，2022 年获天津市科技进步二等奖。

   联合四川百川金开生物工程有限公司，实现万吨级农业级，百吨级化妆品 / 食品级 γ- 聚谷氨酸量产，2022 年获四川省科技进步二等奖。

2. 联合吉林金坤百川生物工程有限公司新建 4 万㎡生物高分子材料生产基地，投产后将实现年产 5 万吨聚谷氨酸，5000 吨普鲁兰多糖，年产值超 10 亿元。

3. 联合宁夏农林科学院攻克宁夏荒漠化土壤保水，固沙，促生长核心技术，搭建治理示范区，项目于 2025 年 7 月通过宁夏自治区科技厅验收。

4. 攻关宁夏大武口盐碱地种植，水肥管理及废弃物还田技术，建成食叶草种植示范基地，形成可复制的盐碱地综合治理技术体系并辐射推广。

5. 联合宁夏农林科学院利用微生物发酵技术将秸秆腐熟并复配聚谷氨酸等功能因子，制备生物质土壤改良剂，辣椒种植试验中 M4 方案效果最优。

6. 联合宁夏顺宝现代农业股份有限公司开发养殖业粪污高温腐熟菌剂及功能性微生物菌剂，建成标准化生产线并实现产业化落地。

7. 联合宁夏顺宝现代农业股份有限公司在宁夏中卫沙坡头构建 “生物材料为核心” 的荒漠化治理新模式，苹果树苗成活率达 97.5%，显著优于传统种植方式。

联系方式

1. wfcao@tust.edu.cn（曹伟锋）；

2. qiaochangsheng @tust.edu.cn（乔长晟）；

3. houying@tust.edu.cn（侯颖）；

4. chenbs@tust.edu.cn（陈保送）