生物制造被视为推动传统产业绿色转型的重要路径之一，但从实验室走向工业化长期面临“效率、成本与稳定性”三重考验；以医药级角鲨烯为例——传统来源依赖海洋生物提取——既受资源约束，也难以满足绿色低碳与稳定供应的要求。如何可再生原料基础上实现高效合成、并形成可产业化的技术体系，是行业关注的关键课题。 问题在于，生物制造并非单点突破即可完成。首先，催化反应往往需要多种酶联动，受限于酶来源、性能与适配性，导致放大生产时效率下降、工艺波动增大。其次，多酶之间的协同需要精确匹配反应速率和物质传递，任何环节“卡顿”都会引发副产物增多或转化率降低。再次，许多成果停留在单一产品或单一工艺，一旦更换目标产品，就需要从头开发，难以形成可复制的产业化方法论，成为制约行业扩张的共性瓶颈。 造成这些难题的深层原因，一上于生物催化链条长、变量多，温度、pH、底物浓度及溶氧等条件变化都会影响酶活性与细胞代谢；另一上于传统工艺开发更偏重“产品导向”，缺少“平台化”技术架构，导致研发成果难以迁移与集成。此外，工业端对连续稳定生产的要求更高，实验室条件下的优异数据若缺乏过程强化与工程化设计支撑，往往难以跨越规模化生产的门槛。 针对这些痛点，魏东芝教授团队长期聚焦绿色生物制造，形成“酶工程与生物催化”“细胞工厂与生物合成”“生物过程强化与集成”三大平台能力，进而构建多酶协同催化体系及生物基产品绿色制造成套技术。该体系以玉米、秸秆等可再生生物质为原料基础，通过多种功能酶的有序组合与协同作用，在温和条件下实现原料拆解、转化与产物生成的连续衔接，提高了转化效率与过程稳定性，并为后续产品拓展提供了可迁移的技术框架。 这套平台化思路带来的影响，首先体现在资源替代与生态效益上。在大健康领域，团队实现医药级角鲨烯从头合成，单次20吨发酵罐产能可替代传统工艺提取相当于屠宰大量鲨鱼所获得的产量，为有关原料供应提供了更可持续的路径。角鲨烯作为重要生物基原料，可用于疫苗佐剂、医药、化妆品与保健品等，绿色制造的规模化落地有助于提升产业链韧性与供给稳定性。其次体现在减排降耗与工艺升级上：在农药领域，建成全球首条年产万吨L-草铵膦除草剂生物合成生产线，原料利用率接近100%，几乎无废水排放，表明了生物路线在清洁生产上的优势；食品添加剂领域，团队升级柠檬酸生产工艺，助力企业建成百万吨级生产线，并实现显著节粮效果，为发酵产业提质增效提供了工程化样本。 从对策层面看，推动生物制造高质量发展，关键在于以平台化技术提升“可复制、可扩展、可集成”的工程能力。一是强化基础研究与工程技术联动，围绕酶性能提升、代谢通路优化、过程强化与智能控制等环节形成闭环；二是加快产学研协同与标准体系建设，推动关键原料、工艺参数与质量控制指标规范化，降低成果转化的不确定性；三是面向产业需求布局“多产品矩阵”，通过同一技术底座快速导入新产品，缩短研发周期、摊薄产业化成本，提高企业采用生物路线的意愿与能力。 展望未来，随着“双碳”目标推进和绿色供应链要求提升，生物制造有望在医药、化工、农业与食品等领域加速替代部分传统高耗能、高排放工艺。尤其是在关键原料自主可控与绿色转型并重的背景下，平台型、多场景可落地的技术体系将成为竞争焦点。此次获奖项目的产业化表现表明，我国在多酶协同催化与生物基产品绿色制造上已具备国际领先的系统能力。下一阶段，若能继续扩大规模、完善配套装备与过程控制，推动更多产品实现稳定量产，生物制造将从“示范突破”走向“规模普及”，为现代化产业体系注入更强的绿色动能。
生物制造代表着制造业的未来发展方向。华东理工大学团队的这个突破，不仅为我国生物制造产业提供了关键技术支撑，也为全球绿色发展贡献了中国方案。随着技术平台的推广应用，将在食品、医药、农业等领域释放更大创新活力，助力我国从制造大国向制造强国迈进。