守护全民健康美打造绿色制造新引擎 湖北大学这一团队实现大宗醇酸非粮生物合成

“我们团队经过历时8年上万次的实验和研究,成功构建出以非粮原料通过厌氧发酵生产大宗醇酸平台化合物的高产稳产工业菌株,实现了大宗醇酸类平台化合物的非粮化和非粮乙醇的千吨级中试。目前已授权发明专利12项、发表高水平论文45篇,并在国际基因工程机器大赛中斩获全球金奖”。

醇酸类平台化合物广泛用于燃料、化工、医疗、食品、农业等领域,其市场规模可达万亿元。全球气候框架协议明确要求,世界范围内化石类醇酸化合物要逐步被生物基醇酸代替,而当前生物基醇酸几乎都以粮食为原料发酵,极大地制约了其大宗化生产,故而醇酸的非粮化生产存在巨大的发展空间。此外,作为生物经济战略性新兴产业发展的方向,生物制造技术具有能耗低、物耗低、环境污染少等优点;以非粮产品为原料的合成生物技术更是实现了“不与人争粮”,该技术也越来越受到政府、资本和产业界的广泛关注。

据湖北大学“菌联万物”团队负责人晏雄鹰介绍,其以在醇酸合成中优势独特的运动发酵单胞菌为底盘细胞,利用系统与合成生物学技术,突破非模式工业菌株预测难、改造难、匹配难的痛点,构建了一系列高产稳产工业菌株;以玉米芯废渣和秸秆等非粮作物为原料,通过厌氧发酵,实现了大宗醇酸平台化合物的工业化生产。该工艺无需精密控制设备,工艺放大容易,生产性状稳定,适合大规模长期发酵;比同类技术节省成本40%。同时,该技术充分利用玉米芯废渣等各种非粮原料,生产不受产地、收集率、价格波动等影响,是生产多样化大宗醇酸产品的低成本绿色新工艺。

据悉,湖北大学“菌联万物”团队由9名博士研究生组成,依托湖北大学生命科学学院及省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室,该团队长期致力于多元原料生产系列大宗醇酸平台化合物相关研究,开发具备自主知识产权的生物元件、代谢模块、及基因组连续编辑工具等技术体系,目前正在与合成生物制造龙头上市企业华恒生物、华康药业对接该项技术的产业化发展。下一步,该团队将持续开展研究,推进纤维素乙醇和乳酸产业化进程,服务于可再生能源及生物材料绿色生物制造的需求;助力环境保护、乡村振兴、国家能源安全,生物经济与绿色可持续发展及国家双碳目标实现。