问题：在“双碳”目标与产业绿色转型背景下，生物制造被认为是化工、医药、农业等行业降低碳排放的重要路径。但长期以来，行业面临几项共性瓶颈：其一，高性能酶资源不足，关键反应的效率与稳定性不够；其二，多酶级联反应协同难度高，链路越长越容易出现“卡点”；其三，从实验室可行到工厂可用之间仍有明显差距，不少成果停留在中试阶段，难以跨过规模化生产门槛。这些问题直接影响生物基产品降本与应用拓展，也制约产业链自主可控能力的提升。 原因：业内普遍沿用“单产品、单工艺”的研发模式，往往围绕一个目标分子进行定制化优化。这种路径可能在个别产品上取得突破，但技术迁移成本高、迭代周期长，难以沉淀可复制、可扩展的平台能力。同时，生物催化涉及酶工程、代谢通路设计、发酵过程控制、分离纯化等多环节耦合，缺少系统集成能力时，容易出现“局部最优、整体受限”。在产业对高效、稳定、可持续制造需求不断提升的情况下，构建跨产品、跨场景可复用的技术体系，成为打通“从0到1”与“从1到100”的关键。 影响：据介绍，魏东芝教授团队深耕绿色生物制造20余年，围绕“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”形成三大技术平台，并在此基础上构建多酶协同催化体系。该体系以玉米、秸秆等可再生生物质为重要原料来源，强调在常温常压等温和条件下，实现原料拆解、转化与产物合成的连续化协同，提高资源利用效率与过程绿色水平。更重要的是，该体系瞄准酶源不足、协同效率不高与产业化落地难等痛点，增强技术在不同产品间的迁移能力，为行业提供更具复制性的路径。 在应用层面，多项成果已表现出对产业的支撑作用与综合价值。在大健康领域，团队实现医药级“角鲨烯”的从头合成，为降低对海洋生物资源的依赖提供了新方案。按其公开数据，单次20吨发酵罐产能可替代传统工艺中大量鲨鱼来源提取量，为疫苗佐剂、医药、化妆品及保健品等应用提供更可持续的原料供给。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%，并明显减少废水排放，体现出生物制造在高附加值精细化工品上的降耗减排潜力。在食品添加剂领域，柠檬酸工艺升级推动企业建成百万吨级生产线，数据显示3年累计节约粮食81万吨，反映出技术进步带来的资源节约效益。 对策：专家表示，推动绿色生物制造从“点状突破”走向“系统跃升”，需要在平台化技术、标准化工程与产业协同上同步推进。首先，应持续加强关键酶与核心菌株的自主研发与高通量筛选能力，夯实底层供给。其次，围绕多酶协同、细胞工厂构建与过程强化等关键环节，形成可复制的模块化工艺包与工程化规范，提高成果转化效率。再次，推动产学研用深度协作，依托龙头企业建设示范产线，完善从原料端到应用端的质量控制与评价体系，提升产品一致性与市场认可度。同时，还需关注可再生原料的稳定供给与区域化布局，推动形成“生物质资源—绿色制造—高值产品”的闭环产业链。 前景：随着合成生物学、酶工程与智能化过程控制等技术加速融合，生物制造有望在更多基础化学品、医药中间体、功能材料等领域实现规模化替代与增量拓展。平台型多酶协同技术的突破，不仅带来单个产品产能与效率的提升，也可能推动研发范式转变——从“逐一攻关”转向“平台驱动”，从“单点优化”转向“系统集成”，以缩短新产品导入周期并降低产业化风险。面向未来，在政策引导、市场需求与技术迭代共同作用下，绿色生物制造将更成为推动传统产业转型升级、培育新质生产力的重要支撑。
这项源自高校实验室的技术创新，说明了面向产业需求开展科研攻关的导向。当科技创新聚焦真实痛点并形成可落地的解决方案时，便有机会重塑行业格局。在生态文明建设与高质量发展目标牵引下，中国科研工作者正以更多原创突破，推动全球绿色产业竞争进入新阶段。（完）