角鲨烯又称鲨烯，是一种开链三萜类化合物，是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质，有抗氧化、抗炎、抗病毒和免疫调节等作用。最初是从鲨鱼的肝油中发现，故而得名。但是现在，无需猎鲨炼油！亦能实现角鲨烯的高效合成——这项曾被视作“不可能”的生物制造难题，已被华东理工大学生物工程学院鲁华生物技术研究所魏东芝团队攻克。仅凭单次20吨发酵罐的产能，即可替代传统工艺需屠宰3000头鲨鱼的提取量。这不仅标志着生产方式的一场绿色革命，更彰显出团队依托“酶工程—细胞工厂—过程集成”三大技术平台，系统性推动食品、农药、大健康等产业向可持续未来跨越的引领实力。
“多酶协同”无缝协作，引领绿色制造革命
作为环境友好型物质，酶在绿色环保领域发挥着关键作用。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。魏东芝团队创新构建的“多酶协同催化体系”，恰似高端餐厅的专业后厨流水线——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，彻底告别低效分步反应。
相较于传统化学合成的高能耗、高污染，以及单一酶催化的流程断裂、效率低等问题，该技术实现了“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。
魏东芝教授对菌种发酵调控关键技术进行现场指导
团队不仅构建了拥有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，能够像“精准钓鱼”一样，从海量基因中高效发掘目标酶，并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。与此同时，团队通过技术调控，使得不同酶能够在反应体系中“步调一致”地高效协同工作，破解了“多酶不兼容、效率低”的难题。在这个基础之上，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，魏东芝团队凭借核心技术创新，一举破解酶源受限、多酶协同效率低、产业化落地难三大痛点，同时破解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，从而加速生物制造产业发展进程。在该技术推动下，一批涉及食品、化工、医药及农药等领域的生物基产品，成功跨越从实验室到规模化生产的“最后一公里”，开启了绿色生物制造的产业化新纪元。
全链条“贯通式”创新，二十年磨一剑
近日，2025年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖揭晓，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。这份沉甸甸的荣誉背后，凝聚着魏东芝团队20多年来在绿色生物制造领域的深耕与坚守，也集中呈现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。
“搞科研要经得起各种‘潮流’干扰，切忌跟风。”魏东芝说道。早在20世纪90年代，他开展生物化工方向的研究，提出了构建贯通微观与宏观的“平台化”技术体系。之后，他带领团队在生物制造领域深耕20多年，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”体系。
团队成员对产品分离纯化关键技术进行研讨
在分子尺度，团队深耕酶与生物催化，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，从而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，最终让实验室里的成果，转化为真正的市场价值。
瞄准产业需求，多领域开花结果
走出实验室，如今，这项国际领先的技术已在多个领域开花结果，创造了多项全球领先纪录。
魏东芝教授参与柠檬酸发酵提取过程的优化设计
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%，产酸水平达国际最高190g/L，3年累计节约粮食81万吨，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，国际市场占有率全球第一，获评“国家绿色工厂”。
精草铵膦（金百速）生产现场及产品照片
在农药领域，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。
国际上首款量产医药级微生物合成角鲨烯
在大健康领域，团队在全球范围内率先实现了医药级角鲨烯的从头合成。通过创造性地提出多细胞器工程改造策略，团队成功突破了微生物合成角鲨烯的关键技术瓶颈，并率先实现其规模化工业量产。该产品已获得美国FDA及中国CDE认证，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。更为重要的是，角鲨烯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。
“科研成果的价值，绝不应仅仅以论文和专利的数量来衡量。”魏东芝经常这样跟团队师生说。多年来，团队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，论文成为科研成果转化过程中的“副产品”，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，更推动了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。
面向“十五五”时期生物制造产业跨越发展的关键阶段，魏东芝团队将秉持“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，推动绿色生物技术系统化、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”贡献力量。
