生物“细胞工厂”实现化学品低成本制造
作者/来源： 日期： 2015-12-18 点击率：839
在近日召开的第八届中国工业生物技术发展高峰论坛上，中科院天津工业生物技术研究所介绍了他们利用现代生物技术创建的“细胞工厂”。该“细胞工厂”可利用秸秆、杂草、淀粉甚至二氧化碳低成本制造丁二酸、D-乳酸等化学品，再进一步制造食品、药品、织物和能源。
据天津工生所所长马延和介绍，所谓“细胞工厂”是指利用细胞生命的代谢机能来实现物质的加工生产。简单来讲，就是通过有效的设计，将秸秆、木薯、海藻等生物质原料，通过“细胞工厂”的作用，转变成戊二胺、丁二酸、己二酸、甲烷、乙醇等化学品，为现代化学工业体系提供原料。细胞工厂能够以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源，以清洁生物加工方式替代化学加工方式，改变高消耗、高污染、低效益的生产模式，提升传统产业水平，具有节能、环保、高效、可持续的特点。
马延和表示，生物降解塑料聚丁二酸丁二酯（PBS）是研究人员利用“细胞工厂”制造出来的代表性产品。他们先以秸秆为原料，创建出高效生产丁二酸的大肠杆菌，进而生产出可用于制造PBS的丁二酸。这种方法让生产丁二酸的成本较现有的石油路线大幅降低，二氧化碳排放量下降94%，使未来PBS生物塑料的大规模推广应用成为可能。同时，研究人员还实现了生物可降解塑料聚乳酸（PLA）重要单体化合物——D-乳酸的生物制造，并在今年完成了3000吨/年生产示范线的建设。与国外技术路线相比，其生产成本下降50%。
据悉，天津工生所的科学家还设计构建了生产指标国际领先的赖氨酸新型工业菌株，其生产成本可降低约15%，节能减排30%以上。生产出的赖氨酸可用做食品强化剂和饲料添加剂，补充人类与动物所必需的氨基酸营养物质。
目前，天津工生所的技术平台已辐射到环渤海区域50多家科研单位和企业。此外，该所还联合京津冀3家公司共同承担了天津市生物基材料制品应用示范工程。预计该工程建成后将在天津空港经济区每年生产9000吨的生物基塑料替代制品。
链接：近期国外工业生物技术范例
●生物能源
英国诺维奇研究院的科学家通过废纸生产出高浓度的生物乙醇。他们特别设计了一个示范性生物反应器，通过混合和批量添加废纸，用酶将复杂的糖类（糖化）分解成单糖，在酵母作用下发酵成乙醇。这种乙醇适用于装配点燃式发动机的各类车辆。
美国能源部联合生物能源研究所的研究人员构建了可合成先进生物燃料的大肠杆菌菌株，所合成的生物燃料可以替代汽油、柴油和航空燃油，这一研究成果被称为“里程碑事件”。
●生物材料
日本产业技术综合研究所、NEC公司以及宫崎大学的一个研究团队利用源自藻类的材料开发了生物塑料，这种塑料更具韧性，且耐热性优于传统塑料。
●生物基化学品
美国北达科他州立大学的研究人员开发出以甘蔗、甜菜等农作物为原料的生物基树脂和涂料，避免了甲醛和双酚A等有毒成分的生成。
加拿大渥太华大学和巴西米纳斯吉拉斯州联邦大学研究人员以生物质作为可持续原料，将植物精油转化成高价值的防晒霜、香水等化妆品的组成成分，未来可能实现个人护理用品的全生物制造。
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