20吨发酵罐“拯救”3000头鲨鱼，生物制造注入“中国芯”

不再需要猎鲨炼油，就能实现医药级“角鲨烯”的高效合成。相关产品适用于高胆固醇血症、放化疗引起的白细胞减少症，以及改善心脑血管病的缺氧状态。这项曾被视为“不可能”的生物制造难题，被华东理工大学生物工程学院魏东芝教授团队攻克。他们仅凭单次20吨发酵罐的产能，就可“平替”传统工艺屠宰3000头鲨鱼的提取量。

魏东芝在实验室。徐瑞哲 摄

走进魏东芝所在的鲁华生物技术研究所主楼，从上层到底层的实验室5个楼层分布，恰好对应着生物制造上、中、下游的各关键环节，为整个绿色制造流程加注了“中国芯”。

经过20多年深耕与积淀，其领衔完成的“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”项目，近日荣膺2025年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖，摘得科技进步奖（含基础研究类）特等奖。这场关于生产方式的绿色革命，依托于“酶工程—细胞工厂—过程集成”三大技术平台，系统性推动食品、农药、大健康等产业面向未来的可持续跨越。

师生在发酵罐前讨论。徐瑞哲 摄

【万种酶库“多酶协同”事半功倍】

微生物世界中，酶就像一把精密的“钥匙”，能开启各类催化反应通道。作为环境友好型物质，酶在环保领域发挥着关键作用。魏东芝团队创新构建的“多酶协同催化体系”，恰似高端餐厅的专业后厨流水线——他们以玉米、秸秆等可再生的生物质为食材，以多种功能各异的酶为“厨师”，在常温常压的温和环境中无缝协作，一步完成原料拆解、转化、成型的全流程。

相较于传统化学合成的高能耗、高污染，以及单一酶催化的流程断裂、效率低等问题，该技术实现了“反应条件温和化、生产流程短程化、环境影响最小化”的三重突破，让工业生产如自然代谢般高效洁净。

鲁华所底楼发酵作业。徐瑞哲 摄

目前，团队构建起拥有1万多种自主知识产权酶的庞大酶库，通过工业酶“快速精准定制”技术，像“精准钓鱼”事半功倍一样，从海量基因中高效发掘目标酶，并将工业酶的定制周期从1年多缩短至2周，而酶活性则提升上千倍，破解了“多酶不兼容、效率低”难题。在此基础上，团队开发了100%国产化、低成本培养基的发酵技术，创建了无缓冲液的生物催化反应体系，系统性解决了生物催化介质复杂、成本高、后处理难等全局性痛点。

魏东芝现场指导菌种发酵调控

知微见著，一沙一花一世界。在分子尺度，团队攻关酶与生物催化，打造高效而专一的“核心元件”；在细胞尺度，布局合成生物与细胞工厂，将生物元件集成为功能强大的“生命芯片”；在反应器尺度，攻坚生物过程强化与集成技术，系统解决从实验室摇瓶到百吨级发酵罐的传递、控制与优化等关键难题，从而实现技术成果向产业生产力的落地转化。

团队成员研讨产品分离纯化关键技术

【从食药到农药创多项全球纪录】

在国家科技重大专项等支持下和这一系列技术推动下，一批涉及食品、化工、医药及农药等领域的生物基产品，成功跨越从实验室到规模化生产的“最后一公里”。目前，这一国际领先的平台技术体系在多个领域开花结果，创造了多项全球领先纪录。

魏东芝教授（右一）参与柠檬酸发酵提取过程的优化设计

食品添加剂领域，团队全面升级的柠檬酸生产工艺，助力山东英轩实业建成百万吨级柠檬酸生产线。原料利用率近100%，产酸水平达国际最高的每升190克，3年累计节约粮食81万吨，产品供应可口可乐、雀巢等跨国企业，并出口至120余个国家和地区，国际市场占有率全球第一，获评“国家绿色工厂”。

精草铵膦（金百速）生产现场及产品

农药领域，其打破国外生产技术垄断，建成全球首条年产万吨“L-草铵膦”除草剂生物合成生产线，原料利用率近100%，几乎无废水排放。由此，合作企业浙江永农生物一举成为全球规模最大的L-草铵膦生产企业，与同类化工品传统生产线相比，其占地面积、总投资额及建设周期仅为十分之一。

国际上首款量产医药级微生物合成角鲨烯

大健康领域，团队在全球范围内率先实现了医药级角鲨烯的从头合成，成功“拯救”鲨鱼。团队创造性地提出多细胞器工程改造策略，成功突破了微生物合成角鲨烯的关键技术瓶颈，并率先实现其规模化工业量产。该产品已获得美国FDA及中国CDE认证，广泛应用于疫苗佐剂、医药、化妆品、保健品等领域，潜在市场巨大。更为重要的是，角鲨烯的成功量产也打通了属于同类的数万种萜烯类精细化学品生物制造路径。

魏东芝解析研发体系。徐瑞哲 摄

“科研成果的价值，绝不应仅仅以论文和专利的数量来衡量。”魏东芝经常跟团队师生这样说。多年来，团队发表的论文成为科研成果转化过程中的“副产品”，累计推动100多项科技成果产业化，赋能近300家企业，近三年创造经济价值超1500亿元，推动了我国绿色生物制造产业实现从技术跟跑到并行、再到引领的跨越式发展，从“生物制造大国”迈向“生物制造强国”。

原标题：《20吨发酵罐“拯救”3000头鲨鱼，生物制造注入“中国芯”》

题图来源：徐瑞哲 摄 图片来源：除署名外，均 资料照片

题图说明：魏东芝在鲁华所底楼发酵房指导学生。

来源：作者：徐瑞哲