【上海教育新闻网】1500亿产值背后:魏东芝团队以全球领先技术赋能近300家企业

稿件来源:党委宣传部 作者:刘时玉 摄影:受访者供图编辑:浏览:10

近日,2025年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖揭晓。记者从华东理工大学了解到,该校生物工程学院鲁华生物技术研究所魏东芝教授领衔完成的“多酶协同催化体系及生物基产品绿色制造技术创新与产业化”项目,荣获科技进步奖(含基础研究类)特等奖。

据了解,本次中国石油和化学工业联合会科学技术奖共表彰165项科技成果,其中仅有2项成果斩获科技进步特等奖,魏东芝团队的成果作为其中之一,其创新价值与产业化成效得到行业高度认可。该项目立足绿色低碳发展需求,构建了全链条创新体系,成功破解了长期制约我国生物制造产业发展的多项“卡脖子”难题,推动一批生物基产品实现规模化落地,赋能多领域产业绿色转型。截至目前,团队已推动100多项成果产业化,创造超1500亿元经济价值,为生物制造产业装上了自主可控的“中国芯”。

魏东芝教授对菌种发酵调控关键技术进行现场指导

多酶协同催化

掀起绿色制造革命

无需猎鲨炼油,仅凭单次20吨发酵罐的产能,即可替代传统工艺需屠宰3000头鲨鱼的角鲨烯提取量?这一看似“不可能”的突破,正是魏东芝团队核心技术的生动实践。作为环境友好型物质,酶是绿色制造的关键抓手,而团队创新构建的“多酶协同催化体系”,彻底改变了传统生物制造的低效模式。

“这套体系就像高端餐厅的专业后厨流水线。”据该团队科研人员介绍,以玉米、秸秆等可再生生物质为原料,多种功能各异的酶作为“厨师”,在常温常压的温和环境中无缝协作,一步完成原料拆解、转化、成型的全流程,无需繁琐的环境调控,彻底告别了传统化学合成高能耗、高污染,以及单一酶催化流程断裂、效率低下的痛点,实现了“反应条件温和化、生产流程短程化、环境影响最小化”的三重突破,让工业生产如自然代谢般高效洁净。

为支撑技术落地,团队还构建了拥有10000余种自主知识产权酶的庞大酶库,通过工业酶“快速精准定制”技术,能像“精准钓鱼”一样从海量基因中高效发掘目标酶,将工业酶的定制周期从1年多缩短至2周,酶活性提升上千倍。

同时,团队开发了100%国产化低成本培养基的发酵技术,创建了无缓冲液生物催化反应体系,系统性解决了生物催化介质复杂、成本高、后处理难等全局性痛点。

在国家科技重大专项等支持下,团队一举破解了酶源受限、多酶协同效率低、产业化落地难三大核心痛点,同时攻克了单一产品研发成功后技术难以快速移植于新产品研发的行业共性难题,为生物制造产业发展按下“加速键”。

多领域开花结果

创多项全球领先纪录

“科研成果的价值,绝不应仅仅以论文和专利的数量来衡量。”魏东芝经常这样叮嘱团队师生。多年来,团队始终锚定国家重大战略需求与国际科技前沿,坚持以产业需求为导向牵引科研创新,让一项项国际领先的技术走出实验室,在多个领域开花结果,创造了多项全球领先纪录。

在食品添加剂领域,团队全面升级的柠檬酸生产工艺,助力山东英轩实业建成百万吨级柠檬酸生产线,原料利用率近100%,产酸水平达到国际最高的190g/L,3年累计节约粮食81万吨。其产品供应可口可乐、雀巢等跨国企业,出口至120余个国家和地区,国际市场占有率位居全球第一,相关生产线还获评“国家绿色工厂”。

魏东芝教授参与柠檬酸发酵提取过程的优化设计

在农药领域,团队打破国外生产技术垄断,建成全球首条年产万吨L-草铵膦除草剂生物合成生产线,原料利用率近100%,几乎无废水排放。合作企业浙江永农生物凭借该技术,一举成为全球规模最大的L-草铵膦生产企业,与同类化工品传统生产线相比,其占地面积、总投资额及建设周期仅为十分之一,大幅降低了产业门槛与环境压力。

精草铵膦(金百速)生产现场及产品照片

在大健康领域,团队在全球范围内率先实现医药级角鲨烯的从头合成,通过创造性提出多细胞器工程改造策略,成功突破微生物合成角鲨烯的关键技术瓶颈,并率先实现规模化工业量产。该产品已获得美国FDA及中国CDE双重认证,被广泛应用于疫苗佐剂、医药、化妆品、保健品等领域,潜在市场巨大。更重要的是,它的成功量产打通了数万种萜烯类精细化学品生物制造的路径,为相关产业发展开辟了新空间。

国际上首款量产医药级微生物合成角鲨烯

目前,魏东芝团队已累计推动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,实实在在推动我国绿色生物制造产业实现从技术跟跑到并行、再到引领的跨越式发展。

二十年磨一剑

构建全链条创新体系

被中国石油和化学工业联合会授予科技进步特等奖,这是一份行业里分量最重的荣誉。“多酶协同催化体系及生物基产品绿色制造技术创新与产业化”项目不仅推动着我国在该领域实现从技术跟跑到全球引领的跨越式突破,也是该团队20余年深耕绿色生物制造领域的一个结晶。

“搞科研要经得起各种‘潮流’干扰,切忌跟风。”魏东芝教授的这句话,成为团队多年来的科研信条。早在20世纪90年代,魏东芝便开启生物化工方向研究,提出构建贯通微观与宏观的“平台化”技术体系,此后二十余年,他带领团队始终深耕这一领域,从未动摇。

团队成员对产品分离纯化关键技术进行研讨


经过长期攻关,团队打造了“酶工程与生物催化”“细胞工厂与生物合成”和“生物过程强化与集成”三大技术平台,通过有组织科研系统贯通了生物基产品“研产用”全链条。在分子尺度,深耕酶与生物催化,打造高效、专一的“核心元件”;在细胞尺度,布局合成生物与细胞工厂,将生物元件集成为功能强大的“生命芯片”;在反应器尺度,攻坚生物过程强化与集成技术,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。

三大平台技术的深度融合与迭代,构成了独有的“创新阶梯”。凭借这套先导性构建的全链条平台体系,团队创新了一批生物催化剂与绿色生物制造技术及产品,实现了从研发、产业化到应用的闭环,让实验室里的科研成果真正转化为市场价值,彰显了华东理工大学鲁华生物技术研究所的科研实力与创新模式。

魏东芝团队表示,将继续秉持“绿色、创新、融合”的发展理念,围绕国家重大战略布局持续攻关,并将重点推动绿色生物技术的系统化、规模化应用,用实打实的数据诠释绿色制造的核心内涵,以更多突破性成果助力新质生产力培育,为推动我国从“生物制造大国”迈向“生物制造强国”、实现产业绿色低碳高质量发展贡献科研力量。

发布时间:2026-01-24