近年来，围绕“双碳”目标和制造业绿色转型需求，我国生物制造正从单点突破加快走向体系化创新。酶催化作为核心路径之一，具备反应条件温和、选择性高、环境负荷低等优势，但产业端长期存“技术可行”到“规模可用”的落差：实验室里可实现的转化效率、稳定性和成本结构，进入连续化、放大化生产后，常被原料波动、酶制剂供给、协同反应控制等因素放大，进而影响产品质量一致性与经济性。问题在于，传统生物制造多采用单酶或少量酶的分步反应，流程长、能耗和分离成本高，对设备与工艺窗口要求也更严格；多酶并行或串联虽可缩短路径，但生产中容易出现酶间“节拍不匹配”、中间体积累、副反应增多等现象，协同效率难以利用。同时，关键酶制剂来源受限、性能波动，继续制约了技术从样品到产品、从试验线到生产线的跨越。更现实的是，不少企业在完成某一单品研发后，工艺经验难以快速迁移到新产品，导致研发周期偏长、试错成本高，影响产业迭代速度。针对上述难点，华东理工大学生物工程学院魏东芝教授团队长期聚焦绿色生物制造，围绕“多酶协同催化体系及生物基产品绿色制造技术创新与产业化”开展系统研究与工程化攻关，形成以酶工程与生物催化、细胞工厂与生物合成、生物过程强化与集成为支撑的技术体系，并在项目层面实现集成创新。涉及的项目获得科技进步奖（含基础研究类）特等奖，反映了该方向在关键技术突破与产业贡献上的综合价值。 从机理与路径来看，多酶协同走向产业化，关键在于同时跨过“酶从哪里来、怎么配合、如何稳定运行”三道关口：一是酶源与性能，通过酶工程改造、筛选与表达优化，提升催化效率、耐受性和可生产性；二是协同机制与反应网络，对多酶路径进行合理编排，减少副反应与中间体积累，打通拆解、转化、成型等环节衔接；三是过程放大与集成，将生物反应与分离纯化、能量与物料利用、连续化生产等工业要素一体化设计，确保在常温常压等温和条件下仍能保持高通量、低成本与可控性。 在此基础上，团队构建的多酶协同催化体系以可再生生物质为原料，面向玉米、秸秆等资源的高值化利用，推动反应由多段分散向流程一体化转变。通过提升协同效率与过程稳定性，该体系在一定程度上缓解了酶源受限、多酶协同效率不足、产业化落地难等问题。更重要的是，此路线有助于缓解“单品工艺难迁移”的行业共性痛点，使从一个产品的经验向多产品谱系扩展成为可能，降低研发与产业化的边际成本，加快产业对市场需求的响应。 影响层面看，绿色生物制造的突破不仅体现在单一产品的产量或成本变化，更在于对产业结构与供给体系的重塑。一上，基于可再生生物质的生物基产品可一定程度上替代传统石化路线，降低对化石资源的依赖，减少能耗与排放；另一上，技术成熟将带动食品、化工、医药、农药等行业的原料与工艺升级，形成更具韧性的绿色供应链。对区域发展而言，秸秆等农业副产物的高效利用也为循环经济与乡村产业延链增值提供了空间。 对策建议上，推动生物制造从“成果出现”走向“规模推广”，仍需在创新链、产业链与政策链协同上持续用力：其一，加强基础研究与关键酶资源体系建设，围绕酶的高效筛选、定向改造与规模化生产形成更稳定的供给；其二，强化多学科交叉与工程化验证，提升从实验室到中试再到量产的工艺放大能力，建立可复制的工程标准；其三，完善产业应用场景与验证平台，鼓励企业牵头、高校院所参与开展示范生产，形成可评估、可推广的技术样板；其四，聚焦全生命周期绿色评价，将低碳、低污染、资源高效利用纳入工艺选择与产品认证体系，引导产业向高质量、可持续方向升级。 前景判断上，随着绿色转型加快，生物制造将更强调系统集成能力与平台化复制能力。多酶协同催化与过程集成技术若能在更广泛的原料体系与产品谱系中持续验证，有望成为生物基产品规模化制造的重要底层技术。面向未来，结合数字化过程控制、连续化生产装备与标准化质量管理，生物制造有望在更多细分领域实现从替代到引领的跃升，并在全球绿色产业竞争中形成更强的技术与产业优势。
这项成果标志着我国在生物制造领域实现从“跟跑”向“并跑”的重要进展。正如专家所言，以自主创新破解“绿色密码”，不仅为“双碳”目标提供技术支撑，也将对全球生物经济竞争格局带来影响。下一步，如何加速技术向农业、能源等更广领域应用延伸，将成为产学研协同需要共同回答的新课题。