在山東魯抗醫藥股份有限公司的十噸級中試發酵平臺，國際首條反式烏頭酸微生物綠色制造生產示范線成功投產，解決了長期困擾產業的反式烏頭酸規模化生產難題。這項突破性技術來自中國科學院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱“青島能源所”）的反式烏頭酸微生物綠色制造技術。該技術榮獲2024年度山東省技術發明獎一等獎。
該發明以低pH耐受的工業土曲霉作為底盤細胞，構建了"使能技術—細胞工廠—發酵工藝—分離純化"一體化的技術體系，在國際上首次實現了反式烏頭酸的微生物綠色制造與生產示范，突破了原料可及性困境。
技術突破：實現產業化“造血能力”
記者在青島能源所實驗室看到，青島能源所所長、黨委書記、研究員呂雪峰正帶領團隊研究工業土曲霉基因編輯使能技術。
“反式烏頭酸是一種六碳不飽和三元羧酸，可用于新型殺線蟲生物農藥和新一代生物基增塑劑，是一種具有應用潛力的生物基平臺化合物。”呂雪峰介紹，無論是從國家戰略需求還是產業經濟發展來看，合成生物制造都已成為重要的發展方向。
呂雪峰在實驗室工作。 郭清鑒 攝
此前，反式烏頭酸作為一種重要的有機酸，由于傳統植物提取和化學合成技術難以實現規模化生產，嚴重制約了下游應用技術開發。
呂雪峰舉例說，線蟲防治是世界性難題，對蔬菜水果危害嚴重。作為蔬菜種植大省，山東亟需基于反式烏頭酸的環保型生物農藥。
此外，反式烏頭酸酯可作為PVC塑料及新能源汽車電線電纜的增塑劑，解決了數百萬噸石油基鄰苯類增塑劑因健康危害亟需替代的產業難題。“這種增塑劑兼具高效、環保、成本合理等優勢。”呂雪峰說。
2023年5月，中國石油和化學工業聯合會在北京組織召開“反式烏頭酸微生物綠色制造技術”科技成果鑒定會。由多位院士組成的鑒定委員會認為，該技術開創了生物法合成反式烏頭酸生產新工藝，推動了反式烏頭酸殺線蟲生物農藥和反式烏頭酸酯生物基增塑劑等下游應用技術開發，具有廣泛應用前景。鑒定委員會一致認為該技術創新性強，技術指標先進，整體達到國際領先水平。
產業化進程：從實驗室走向市場
“在解決反式烏頭酸原料可及性方面，我們主要攻克了三個關鍵問題：能否改造、如何改造以及實用性。”呂雪峰總結道。
能否改造，解決了工業菌種遺傳改造的難題；如何改造，通過深入研究反式烏頭酸的生物合成機制，構建了高效細胞工廠；實用性，則實現了規模化生產，推動重要產品的產業化落地。
呂雪峰介紹，團隊通過合成生物學策略首次實現反式烏頭酸的微生物綠色制造，以高耐酸土曲霉作為底盤細胞，圍繞使能技術平臺、高效細胞工廠、發酵工藝示范、分離純化工藝等關鍵技術進行開發，創制了反式烏頭酸高效細胞工廠。
原料可及性的突破有力推動了反式烏頭酸在殺線蟲生物農藥和新一代生物基增塑劑等下游應用技術的開發。新型生物基增塑劑反式烏頭酸酯兼具高效增塑、環保安全、長效穩定等優異特性，現已建成貫通全鏈條技術的生產示范線，完成新化學物質環境管理登記，并成功應用于耐低溫型氯丁橡膠、聚氯乙烯復合材料開發，實現商業化銷售。
生產技術的突破，使反式烏頭酸被列入九部委聯合印發的《精細化工產業創新發展實施方案（2024-2027年）》中重點發展的生物基化學品，將有效推動我國特種氯丁橡膠、醫用PVC材料、生物農藥等行業高質量發展。
“這項技術的成功，為更多應用場景開發奠定了堅實基礎。”呂雪峰表示，與山東魯抗醫藥股份有限公司合作完成的這一項目，是研究所多學科交叉融合、實現科技創新與產業創新深度融合的典型案例。
“技術不能局限于實驗室，必須與產業緊密結合。要通過產學研合作，找到應用端，通過創新鏈帶動產業鏈，實現科技創新與產業創新的深度融合。”呂雪峰強調。
青島財經日報/首頁新聞記者 郭清鑒
責任編輯：林紅
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