你是否想過,一瓶高端護膚品或一款救命藥,背后可能藏著對海洋的殺戮?角鯊烯——這個被譽為“液體黃金”的成分,長期以來只能從鯊魚肝油中提取。但今天,一場靜悄悄的革命正在上海實驗室里發生:不用獵殺一頭鯊魚,就能高效合成角鯊烯。華東理工大學魏東芝團隊近日攻克了這一難題,而它的意義,遠不止拯救鯊魚這么簡單。
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一、角鯊烯的困境:每一滴背后,都是血腥
角鯊烯是什么?它是一種天然的不飽和烴,廣泛存在于鯊魚肝臟中。因為出色的抗氧化、保濕和滲透性能,它被高端化妝品、醫藥制劑和保健品視為核心成分。市場需求巨大,但傳統獲取方式卻極其殘酷——平均每提取1公斤角鯊烯,就需要屠宰約3000頭鯊魚。
全球每年有數千萬頭鯊魚因此被獵殺,許多物種瀕臨滅絕。化學合成雖能替代,但過程高能耗、高污染,成本昂貴。環保與工業之間,仿佛隔著一道無法跨越的鴻溝。
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二、“不可能”如何被打破?多酶協同催化的“生物工廠”
魏東芝團隊給出的答案,聽起來像科幻:用玉米、秸稈等可再生生物質作原料,在常溫常壓下,通過“多酶協同催化”一步合成角鯊烯。簡單說,他們設計了一個“人工細胞”,讓多種酶像流水線上的精密齒輪一樣協同工作,完成從原料拆解到產品成型的全過程。
最震撼的數據是:單次20噸發酵罐的產能,就能替代傳統工藝屠宰3000頭鯊魚的提取量。沒有高溫高壓,沒有有毒溶劑,排放極低。這不僅是技術的突破,更是對傳統化學合成路徑的徹底顛覆。
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三、核心技術:從“酶庫”到“快速定制”,破解工業化最后難關
酶是生物催化劑的靈魂,但工業應用一直有三大痛點:效率低、成本高、多酶體系難兼容。魏東芝團隊花了二十年,構建了一個包含萬余種自主知識產權酶的龐大“酶庫”,并開發出“快速精準定制”技術——將工業酶定制周期從1年多壓縮到2周,酶活性提升上千倍。
同時,他們研發了100%國產化的低成本培養基發酵技術,以及無緩沖液生物催化體系,系統性解決了量產中介質復雜、后處理難的問題。這意味著,技術不再停留在論文里,而是能直接搬進工廠。
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四、落地生根:三大領域已開花,綠色制造不是空話
科研成果的價值,最終要看它是否推動了產業。魏東芝團隊的技術平臺,已在食品、農藥、大健康領域結出碩果:
食品領域:升級的檸檬酸生產工藝,產酸水平達到國際最高的190g/L,幫助合作企業建成百萬噸級生產線,3年累計節約糧食81萬噸,產品出口120多個國家和地區,全球市場占有率第一。
農藥領域:全球首條年產萬噸L-草銨膦(一種綠色除草劑)生物合成生產線投產,原料利用率近100%,幾乎無廢水排放。合作企業的占地面積、投資額和建設周期,僅為傳統制造的十分之一。
大健康領域:醫藥級角鯊烯實現從頭生物合成,獲得美國FDA和中國CDE雙重認證,更打通了數萬種萜烯類精細化學品的生物制造路徑。
五、為什么他們能做成?二十年“反潮流”的堅守
在科研追逐熱點的今天,魏東芝團隊選擇了一條“笨路”:從20世紀90年代就提出“平臺化”技術理念,深耕酶工程和生物催化。魏東芝說:“搞科研要經得起各種‘潮流’干擾,切忌跟風。”二十年只聚焦一個方向,才慢慢打通了從酶設計、催化體系構建到產業化放大的全鏈條。
這種堅守帶來了回報:團隊已推動100余項科技成果產業化,賦能近300家企業,近三年創造經濟價值超1500億元。2025年,他們榮獲中國石油和化學工業聯合會科學技術獎特等獎。
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六、這對中國制造業意味著什么?綠色革命才剛剛開始
角鯊烯合成的突破,是一個縮影。它標志著中國在綠色生物制造領域,正從技術跟跑轉向引領。生物制造作為先進制造業的重要分支,以其低碳、可持續的特性,正在重塑化工、醫藥、農業等傳統行業。
中國要從“生物制造大國”變成“生物制造強國”,需要的正是這樣能解決真問題、創造真實價值的技術。魏東芝團隊的技術平臺,不僅生產角鯊烯,還能延展到眾多高值化學品,為培育新質生產力提供了“工具箱”。
當發酵罐取代漁網,當酶催化取代高溫高壓,制造業的底層邏輯正在被改寫。但這條路依然漫長:技術如何更快地普及?成本如何降到更低?傳統行業該如何擁抱這場綠色變革?
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