中国报告大厅网讯，全球制造业正经历从化石基向生物基的深度转型，生物制造作为战略性新兴产业的典型代表，正通过底层技术突破与产业化应用的深度融合，重塑传统化工、医药、农业等领域的生产范式。一项历经20余年持续攻关的系统研究表明，通过构建多酶协同催化体系，成功实现了角鲨烯等20余种高价值化合物的生物合成，其中20吨发酵罐单次产能可替代3000头鲨鱼的提取量，近三年创造经济价值超1500亿元。这一技术体系不仅攻克了工业酶快速精准定制、多细胞器工程改造等核心难题，更建立了从实验室到百吨级发酵罐的完整产业化路径，为全球首条年产万吨L-草铵膦除草剂生物合成生产线等重大工程提供了技术支撑。深入剖析多酶协同催化体系的技术原理、产业化路径及经济价值，对于把握2026年及未来生物制造行业发展趋势具有重要的战略意义。
一、生物制造技术突破：从鲨鱼提取到酵母合成的角鲨烯产业变革
《2025-2030年中国生物制造行业发展趋势分析与未来投资研究报告》指出，角鲨烯作为一种高价值化合物，传统上只能从鲨鱼身上提取，这种方式不仅受限于原料供应，更面临动物保护与可持续发展的严峻挑战。通过基因改造酿酒酵母等微生物，利用发酵即可合成各类原本需化学合成或从天然原料提取的化合物，这便是生物制造的核心范式。
研发出的角鲨烯制造新工艺，通过"定制酶"与酵母菌改造，让酵母"酿"出高纯度角鲨烯，20吨发酵罐单次产能可替代3000头鲨鱼的提取量。该产品已获国内外多项认证，广泛应用于疫苗佐剂、医药、化妆品、保健品等领域。这一突破不仅解决了原料来源的可持续性问题，更通过生物制造技术实现了产品质量的显著提升与生产成本的显著降低。
二、生物制造底层技术：多酶协同催化体系的构建原理
在微生物世界中，酶就像一把精密的"钥匙"，能开启各类催化反应通道，是生物制造的关键之一。然而，一个反应常常需要多种酶混合作用，且常会遇上流程断裂、效率低下等问题。如果把通过酶进行的反应比作搭积木，那么简单混合后，这些"积木"搭到一起的效率很低。但通过专门的设计，好比在积木上设置了能让它们搭到一起的卡扣，这样反应就更容易进行。
沿着这种"酶工程"的思路，研发的多酶级联生物催化技术使得多种不同的酶能够"步调一致"地高效协同工作。更具挑战性的是长期坚持同一研究方向、持续开展攻关探索。二十多年来，始终专注特定的研究方向，"不为潮流所动"。只有钻研和拥有自己独特的底层技术，才可能把一项工作做到极致。
在角鲨烯制造工艺研发中发挥重要作用的多细胞器工程改造技术便是长期深耕同一研究方向的成果。细胞跟人体一样，也有各种"器官"——细胞器。把反应放在一个细胞器中进行，空间更紧凑，效率也更高。角鲨烯是该项技术协助实现的第一个重要化合物，但即便短期内没有重大项目的实际需求，仍会锚定该技术方向，开展系统性研发工作。这份坚守最终获得了丰厚回报：从角鲨烯的成功量产开始，该项技术开辟了数万种同类精细化学品生物制造的途径。"底层技术是通用的。万变不离其宗。"
此外，还攻克了从海量基因中高效筛选目标酶的工业酶快速精准定制技术，实现了低成本、无抗生素添加、培养基100%国产化的发酵技术，并构建起拥有万余种自主知识产权酶的庞大酶库。在一项又一项底层技术的托举下，构建的"多酶协同催化体系"成为一条"专业后厨流水线"。它以玉米、秸秆等可再生生物质为"食材"，多种功能各异的酶为"厨师"，在常温常压下一步完成原料拆解、转化、成型的全流程，绿色而高效地端出一道又一道化合物"菜品"。
三、生物制造产业化路径：从实验室到吨级发酵罐的工程转化
在实验室的尽头，是一套大小约为半个房间的发酵罐系统，其容量为300升，设计标准与工业中的吨级发酵罐基本一致。这是特地设计的一条完整的迷你生物制造"生产线"，其目标是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，实现技术成果向产业生产力的高效转化。
从成立起，生产端的实际问题便被纳入研究体系框架之中。例如，在研发农药"L-草铵膦除草剂"的生物合成工艺时，虽然已经成功生成了目标产物，但它却和保持酶活性的"缓冲液"混杂在一起。分离纯化目标产物的过程非常复杂，实现量产的成本很高。
从生产的角度出发，当时大胆设想，虽然"酶必须在缓冲液里才有活性"是教科书上的概念，但为了简化这个反应体系，能不能让它在纯水里面依然有活性呢?这一思路创新，造就了关键性突破。全球首条年产万吨L-草铵膦除草剂生物合成生产线投产，打破国外技术垄断。生产线的原料利用率近100%，几乎无废水排放，与传统同类化工品生产线相比，其占地面积、总投资额及建设周期仅为十分之一。
当前，这项成果已经写进了新的教科书。坚持以产业需求牵引科研创新，已累计推动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。医药级角鲨烯的从头合成与规模化工业量产，百万吨级柠檬酸生产线原料利用率近100%……"科研成果的价值，绝不应仅仅以论文和专利的数量来衡量。"目前，正推动绿色生物技术的系统化、规模化应用，为我国建设"生物制造强国"贡献力量。
四、生物制造技术体系的产业赋能与标准革新
生物制造行业分析指出，多酶协同催化体系的技术价值不仅体现在单一产品的突破，更在于其作为通用技术平台的广泛适用性。该体系已实现20余种医药、化工等产品原料的生物制造，堪称生物基产品制造的"工具箱"。这种平台化特征使得技术成果能够快速复制推广至不同应用领域，形成规模化的产业赋能效应。
在标准制定与行业引领方面，相关成果已写入教科书，标志着从技术创新到知识传承的完整闭环。通过将工程实践经验系统化、理论化，为生物制造行业培养了大量专业人才，推动了行业整体技术水平的提升。同时，无抗生素添加、培养基100%国产化的发酵技术，不仅降低了生产成本，更增强了产业供应链的自主可控能力。
从经济价值角度分析，近三年超1500亿元的经济贡献，验证了生物制造技术从实验室到产业化的商业可行性。近300家企业的赋能范围，涵盖了从精细化工到大宗化学品的多个细分领域，显示出技术平台的强大延展性。这种"底层技术+产业应用"的双轮驱动模式，为生物制造行业的可持续发展提供了可复制的成功范式。
五、生物制造未来演进：绿色化、规模化与系统化发展
展望未来，生物制造技术将沿着绿色化、规模化、系统化的方向持续演进。绿色化体现在原料的可再生性、过程的清洁性与产品的可降解性，多酶协同催化体系以玉米、秸秆等生物质为原料，在常温常压下反应，几乎无废水排放，代表了制造业绿色转型的终极形态。
规模化体现在从300升中试发酵罐到百吨级工业发酵罐的技术贯通，以及从单一产品到数万种精细化学品的品类扩张。多细胞器工程改造技术开辟的数万种同类化合物生物制造途径，预示着生物制造即将进入"万物皆可合成"的新阶段。
系统化体现在从酶工程、发酵工程到分离纯化、过程控制的全链条技术整合，以及从基础研究、应用开发到产业转化的全周期创新体系构建。迷你生物制造"生产线"的设计思想，正是系统化思维的典型体现，它确保了技术成果能够高效、可靠地转化为产业生产力。
总结
多酶协同催化体系作为生物制造领域的重大技术突破，通过20余年的持续深耕，成功构建了涵盖工业酶定制、多细胞器工程、绿色发酵工艺的完整技术体系。该体系实现了角鲨烯等20余种高价值化合物的生物合成，20吨发酵罐单次产能替代3000头鲨鱼提取量，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%，近三年创造经济价值超1500亿元，赋能近300家企业。
这些成就标志着生物制造技术已从概念验证走向规模化产业应用，从单一产品突破走向平台化技术赋能。2026年及未来，随着合成生物学、人工智能、自动化技术的深度融合，生物制造将迎来更广阔的发展空间，多酶协同催化体系作为"工具箱"和"专业后厨流水线"的核心价值将进一步凸显，为建设"生物制造强国"、推动全球制造业绿色转型贡献更大力量。
