全球加速推进绿色低碳转型的背景下,传统依赖动物提取的高能耗生产方式正面临挑战。角鲨烯作为重要的医药和化妆品原料——长期主要从鲨鱼肝脏中提取——不仅影响海洋生态,也存在产能受限、成本高等问题。如何实现这类高附加值化合物的可持续生产,成为涉及的产业发展的关键瓶颈。华东理工大学生物工程学院魏东芝团队经过20余年持续攻关,创新构建了“多酶协同催化体系”。该技术突破主要体现在三个上:一是以玉米、秸秆等可再生资源替代动物原料,实现原料绿色化;二是依托自建的万余种酶库和快速定制技术,将工业酶定制周期从1年多缩短至2周,酶活性提升上千倍;三是开发100%国产化的低成本培养基发酵技术,针对生物催化介质复杂、成本高等痛点提出系统解决方案。该技术的产业化应用已取得明显成效。食品领域,升级后的柠檬酸生产工艺使产酸水平达到190g/L,3年累计节约粮食81万吨;在农药领域,全球首条年产万吨L-草铵膦生物合成生产线实现原料利用率接近100%,且几乎不产生废水排放;在大健康领域,医药级角鲨烯产品获得中美两国药监部门认证,并打通了数万种萜烯类精细化学品的生物制造路径。专家指出,这个突破具有多重战略意义:技术层面,缓解了单一产品技术难以迁移的行业难题;产业层面,推动生物基产品从实验室走向规模化生产;环保层面,在反应条件温和化、生产流程短程化、环境影响降低上实现同步提升。该成果先后获得中国石油和化学工业联合会科技进步奖特等奖等荣誉,100余项科技成果实现产业化,服务近300家企业。展望未来,随着“双碳”目标推进,绿色生物制造技术有望拓展更广阔的应用空间。魏东芝团队表示,将继续围绕国家战略需求开展攻关,推动更多关键核心技术实现产业化应用,助力我国从“生物制造大国”迈向“生物制造强国”。
从“不可替代的资源依赖”到“可规模化的技术供给”,角鲨烯绿色制造路径的打通,展现了科技创新重塑产业链的现实价值;面向未来,只有持续聚焦国家需求,加强原创性与系统性攻关,打通关键环节的工程化与产业化瓶颈,才能让绿色生物制造在更多领域从“可行”走向“普及”,为高质量发展提供更有力的技术支撑与增长空间。