面對全球塑料污染治理與"雙碳"戰略的雙重挑戰，上海藍晶微生物科技有限公司聯合復旦大學、牛津大學等頂尖科研機構，在聚羥基脂肪酸酯（PHA）生物制造領域實現三大里程碑式突破：創下300克/升的全球最高單罐產量、實現100%碳源質量轉化率、達成64%的碳足跡降幅。這一系列成果日前發表于《代謝工程》《資源、保護與回收》等國際權威期刊，標志著我國在生物制造領域已形成全球領先優勢。

　　PHA降解效率是傳統塑料的100倍

　　PHA是由微生物合成的一類天然高分子生物材料，具有天然可降解性、生物相容性及熱塑性等特點；其降解性能優異，可在自然環境中快速分解為二氧化碳和水，降解效率是傳統塑料的100倍。但其規模化生產一直是產業的共性難題，早在20世紀80年代，英國帝國化學公司（后被阿斯利康收購）就曾嘗試產業化生產PHA，但因生產成本高達8-10美元/千克，遠超傳統塑料，最終未能實現大規模量產。在應用領域，PHA廣泛用于醫療植入物（如骨板、縫合線）、可降解包裝（食品容器、薄膜）、3D打印材料及化妝品等，具有巨大的潛在市場價值。

　　傳統PHA生產依賴糖基原料，存在理論碳源轉化率57%的技術天花板和825美元/噸的成本瓶頸。藍晶研發團隊通過基因工程技術創新，成功開辟油基原料新賽道：采用自主選育的羅氏真養菌工業菌株，在150噸量產裝置中實現264克/升的PHA濃度，碳源轉化率突破100%，將生產成本直降28%至590美元/噸。經工藝優化后，更將單位產量提升至300克/升，刷新全球工業量產紀錄。

　　更高的質量轉化率，更低的原材料成本讓PHA材料的工業化大規模生產成為現實，在不久的未來不僅是醫療器械等高值耗材可以利用PHA作為原材料，包裝、餐具、紡織纖維等消費品也可以使用這一生物相容性更好的材料來迭代升級，滿足人們日益增長的美好生活需求。

　　PHA合成的糖基碳源路線和油基碳源路線對比

　　生物混動"技術樹行業標桿，白色污染的全新解決方案

　　研發團隊獨創的Biohybrid技術體系實現兩大創新跨越：

　　1.0版本：全球首次在工業菌株中激活卡爾文循環，通過回收代謝副產物和固定二氧化碳，使15噸發酵罐產量提升20%至260克/升，開創有機/無機雙碳源利用新模式，即利用空氣中的二氧化碳做原料進而減少直接生物質碳源的攝入。

　　2.0版本：藍晶微生物團隊通過功能基因組學與合成生物學技術，系統優化了菌株的油脂利用能力，經多批次工藝優化，進一步將單位產量提升至300克/升以上，碳源轉化率超過100%，達到文獻報道最高水平。

　　聯合牛津大學建立的"搖籃到墳墓"LCA模型顯示：采用Biohybrid 2.0技術和餐廚廢油原料，PHA碳足跡降至2.01千克二氧化碳當量/千克，較傳統石化塑料降低64%，樹立生物可降解材料環保新標桿。

　　Biohybrid 2.0技術結合廢油原料大幅降低PHA碳足跡

　　塑料污染造成的傷害可謂觸目驚心，也是老生常談。傳統塑料殘膜在土壤中200年以上才能降解，阻礙農作物吸收養分和水分，導致玉米、小麥等減產；動物誤食塑料后引發消化道堵塞甚至死亡，如海洋生物誤食導致窒息，陸地牲畜誤食地膜致病等。2023年全球塑料總產量為4.138億噸，其中回收比例不超過10%，大量塑料污染被填埋、焚燒甚至直接外泄到自然環境中，給生態環境造成了嚴重的危害。

　　這項技術突破破解了困擾全球半個世紀的PHA量產難題，更構建了從實驗室創新到產業化的完整技術體系。PHA大致兩周到半年的時間即可降解，具體的降解時間根據菌落環境和材料復配等原因而不同，但遠遠短于傳統塑料且無需人工堆肥干預，在自然條件下即可降解。
 

    編輯：郭成