呵护生物芯片有助于生物制造

小夏 科技 更新 2024-02-04

2024年1月26日晚,央视《焦点访谈》栏目播出特别节目《发展新品质生产力、生物制造、制造万物》。 主持人老春燕开场介绍:你听说过生物制造吗? 事实上,您可能在生活中接触过生物制造产品。 乙型肝炎疫苗、胰岛素、透明质酸、胶原蛋白、燃料乙醇等,都是采用生物制造技术生产的产品。 生物制造被认为有潜力引领“第四次工业革命”,市场规模将达到万亿级,是世界各国竞争的热点。 中国还将生物制造列为重点发展的战略性新兴产业,是提升新素质生产率的重要手段之一。

生物制造的重点是生物发酵,而生物发酵的核心是生物“芯片”。

所谓生物制造,就是以微生物细胞或酶蛋白为催化剂合成化学品,或以生物质为原料转化合成能源化学品和材料,推动能源和化学品脱离石化工业路线的新模式,主要表现在先进发酵工程等新技术的发明和应用上, 现代酶工程、生物精炼、生物工艺工程,具有低碳循环、绿色清洁等典型特征。

目前,生物制造主要通过筛选转化微生物,利用不同微生物的代谢转化特性,替代石油、地质矿产等不可再生资源精制或复合的产品,将可再生生物质原料转化为对人们生产生活更有利的新产品和材料。 这种生物制造方法统称为生物发酵,其核心工具是具有不同特征的微生物,就像数字工业中的“芯片”。

为了通过生物发酵进行生物制造,第一种是根据目标产品的需要筛选或改性特定的微生物菌株,第二种是培养和扩大这种特定微生物的“军团”,最后是利用微生物“军团”将可再生有机物代谢转化成目标产品。 这个过程就像选择和训练具有不同专业的运动员或能够适应各种战斗情况特点的战士。

微生物和人类一样,需要营养来维持生命,而氮源是微生物生命的基本物质,就像蛋白质是人类的生命一样。

对人们来说,没有比母乳更好的营养了。 人类在婴儿期依靠母乳或动物乳汁才能生存、成长发育,只有各器官发育逐渐完善后,才能消化吸收其他食物。 这是同源营养的最佳原理。 微生物也是如此,它们得到了微生物的最佳滋养。

如上所述,生物发酵的生物制造首先是筛选或改性适合生产某种目标产品的微生物,然后让微生物继续繁殖,即扩大培养。 在这个时期,微生物非常不成熟,就像人类婴幼儿一样,主要营养取决于氮源,选择同样是微生物的酵母提取物是菌株扩增和培养最理想的营养来源。

微生物“军团”达到所需发酵产物量后,就要提高“军团”的比作战能力。 这个阶段相当于生命的黄金时期,微生物需要做特定的工作并产生预期的效果。 在此期间,为微生物提供科学合理的营养组合也至关重要。 氮源仍然是最基本的,酵母提取物、酵母蛋白胨、中等酵母粉等同源营养素是最佳的,就像运动员和战士一样,提供高质量的动物源性乳制品是最好的。 在最基本的氮源保证的基础上,这个阶段的微生物还具有消化吸收其他有机物的能力,能够吸收、代谢和转化动植物源的有机物,生产出我们需要的特定目标产品。

酵母本身也是一种微生物,天使酵母不仅研究开发酵母的生理特性达到世界领先水平,还利用酵母“三低四优”的理想营养来源特性(即低脂、低糖、无胆固醇,含有优质蛋白质、优质维生素B组、优质膳食纤维、优质微量元素)开发细分为人类的优质酵母营养, 动物、植物和微生物。

微生物作为个体是无形无形的,非专业人士基本没有概念,但微生物默默地为我们创新着健康美好的生活,比如馒头、面包、酸奶、发酵豆腐、白葡萄酒、红酒、米酒、米酒、酱油、醋......但这只是冰山一角。 微生物发酵产物几乎涉及我们吃、住、出的方方面面,还有很多我们无法直接感知的,比如可用于服装面料的新型发酵材料、维生素、抗生素、疫苗、胰岛素、发酵产生的化妆品透明质酸、可以代替蔗糖让人体更健康的糖醇等等。

事实证明,生物制造从根本上改变了传统制造业的生产模式。 采用生物+医药、生物+化工、生物+能源、生物+轻工等新型生产方式,诞生了一大批新产品,如重组蛋白药物、生物航空煤油、生物降解塑料等,生物制造被认为具有引领“第四次工业革命”的潜力,未来前景十分广阔。

工信部赛迪研究院党委书记、副院长刘**指出:“下一步,国家将从政策、企业、行业层面加强一系列部署,促进生物制造业的发展。 “生物制造是继绿色制造、智能制造之后,中国推进制造业强国建设的又一重要起点。 作为生产力的新品质,生物制造行业拥有无限商机,而该行业在中国的发展才刚刚拉开帷幕。

巨大的商业空间和光明的发展前景也伴随着激烈的国际竞争。 西方国家千方百计地制约我们,在设备、原材料、菌株、技术等方面“困住”中国。

20年来,安琪在微生物营养领域的创新研发投入巨资,成功研发出世界领先的试剂级酵母提取物、可完美替代胰蛋白胨的酵母蛋白胨、可替代血清的细胞培养用酵母水解产物等一系列创新产品。

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