中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)CO生物合成蛋白質(zhì)的規(guī)模化生產(chǎn)已形成萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)能

據(jù)報(bào)道，中國(guó)在CO生物合成蛋白質(zhì)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，并完成了萬(wàn)噸級(jí)蛋白產(chǎn)能的產(chǎn)線建設(shè)。

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)農(nóng)科院飼料所）與北京首鋼朗澤新能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)首鋼朗澤）共同宣布，經(jīng)過(guò)多年研究，終于走通將乙醇梭菌蛋白大規(guī)模生產(chǎn)之路，推動(dòng)了乙醇梭菌蛋白由不知名菌體到飼料蛋白質(zhì)原料的廣泛應(yīng)用。

首鋼朗澤旗下的北京首朗生物科技有限公司也于近期獲得中國(guó)首張飼料原料新產(chǎn)品證書(shū)。

該項(xiàng)目首席科學(xué)家、農(nóng)科院飼料所研究員薛敏說(shuō)道，“在人工條件下，利用天然存在的 CO和氮源（氨）大規(guī)模生物合成蛋白質(zhì)，長(zhǎng)期以來(lái)被國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)為是影響人類(lèi)文明發(fā)展和對(duì)生命現(xiàn)象認(rèn)知的革命性前沿科學(xué)技術(shù)?！?/p>

首鋼朗澤高級(jí)副總裁晁偉說(shuō)，“經(jīng)優(yōu)化的厭氧發(fā)酵工藝，可實(shí)現(xiàn)22秒（CO合成氣輸入，到生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)出乙醇和菌體蛋白醪液時(shí)間）快速轉(zhuǎn)化，高效產(chǎn)出乙醇和乙醇梭菌蛋白，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)物向有機(jī)物的一步轉(zhuǎn)化，我們已擁有100余項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)?！?/p>

據(jù)悉，國(guó)外目前相關(guān)技術(shù)大都停留在實(shí)驗(yàn)室或中試階段，離工業(yè)化應(yīng)用還有較長(zhǎng)時(shí)間。晁偉還透露，對(duì)于生物合成乙醇梭菌蛋白，首鋼朗澤目前已實(shí)現(xiàn)中試的三年穩(wěn)定生產(chǎn)，在今年建立的萬(wàn)噸級(jí)蛋白產(chǎn)能的產(chǎn)線基礎(chǔ)上，明年仍會(huì)擴(kuò)產(chǎn)，并向3萬(wàn)噸產(chǎn)能邁進(jìn)。

而對(duì)比蛋白質(zhì)的天然合成，其需要經(jīng)過(guò)光合作用、復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)換與酶促反應(yīng)，通常效率較低， 且生成的蛋白質(zhì)含量也比較低。

薛敏說(shuō)：“這是迄今為止世界上最高效的生物固碳/固氮生產(chǎn)模式。如果將生物固氮比喻成‘空氣面包術(shù)，那么或許可以將不依賴(lài)植物的人工合成蛋白比作‘鐵罐里生產(chǎn)酒和肉”。

據(jù)了解，乙醇梭菌蛋白一開(kāi)始并沒(méi)有受到特別關(guān)注，直到首鋼朗澤在將乙醇分離蒸餾過(guò)程中產(chǎn)生的一種粘稠物質(zhì)，送到農(nóng)科院飼料所鑒定后，得知這種粘稠物居然主要是蛋白質(zhì)，才引起重視。

飼料所對(duì)乙醇梭菌蛋白做了仔細(xì)分析，并以多種養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究得出其蛋白質(zhì)含量接近魚(yú)粉，遠(yuǎn)高于豆粕，可作為優(yōu)質(zhì)的飼料蛋白質(zhì)原料。

據(jù)首鋼官網(wǎng)， 乙醇梭菌蛋白以乙醇梭菌為發(fā)酵菌種， 碳源CO來(lái)自來(lái)工業(yè)尾氣，氮源則為氨水。其進(jìn)行的是液態(tài)發(fā)酵， 發(fā)酵液經(jīng)離心、干燥等工藝， 相較于酵母、微藻等單細(xì)胞蛋白產(chǎn)品， 乙醇梭菌蛋白的生產(chǎn)成本極低。

在對(duì)工業(yè)尾氣利用的具體數(shù)據(jù)上， 首鋼官網(wǎng)介紹說(shuō)， “ 據(jù)測(cè)算， 中國(guó)每年至少會(huì)產(chǎn)生1.2萬(wàn)億立方米富含CO的工業(yè)尾氣。那么， 如果將其中的2 0 %用于生物發(fā)酵， 可年產(chǎn)乙醇梭菌蛋白200萬(wàn)噸，年產(chǎn)乙醇2000萬(wàn)噸?！敝档靡惶岬氖?，乙醇梭菌對(duì)CO的吸收并不受工業(yè)尾氣中硫化物等的影響。

乙醇梭菌蛋白對(duì)C O的利用， 對(duì)減少污染，助力早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和有著積極意義。而在“十三五”科技創(chuàng)新成就展上，首鋼朗澤生物固碳技術(shù)也受邀參加了展覽，代表的就是“碳中和”技術(shù)。

乙醇梭菌蛋白的大規(guī)模生產(chǎn)也有助于改善中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)魚(yú)粉和大豆嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口的局面。國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院首席研究員李?lèi)?ài)科說(shuō)，“該成果最大的亮點(diǎn)在于‘以微生物蛋白生產(chǎn)來(lái)破解蛋白質(zhì)短缺難題。如果能實(shí)現(xiàn)人工合成蛋白更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，將對(duì)我國(guó)飼料蛋白供應(yīng)、糧食安全等產(chǎn)生重大意義?！?/p>

據(jù)了解，中國(guó)年進(jìn)口大豆近1億噸，主要來(lái)自美國(guó)，可以說(shuō)，美國(guó)有著大豆價(jià)格的絕對(duì)控制權(quán)。而乙醇梭菌蛋白的大量制備則有助于減少中國(guó)大豆蛋白的進(jìn)口量。

“雖然與首鋼朗澤已就乙醇梭菌蛋白對(duì)豆粕的替代、乙醇梭菌蛋白對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)分析等問(wèn)題開(kāi)展了研究，并先后于國(guó)內(nèi)期刊《動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)》及國(guó)際期刊《水產(chǎn)養(yǎng)殖研究》《動(dòng)物飼料科學(xué)與技術(shù)》等發(fā)表了論文，但還有大量科學(xué)工作可以開(kāi)展。未來(lái)在兼顧科學(xué)問(wèn)題研究的過(guò)程中，也會(huì)關(guān)注工程問(wèn)題的突破，進(jìn)一步推動(dòng)科技成果更好地實(shí)現(xiàn)向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)化。”薛敏說(shuō)道。

最后，有人或許會(huì)將這次人工合成蛋白質(zhì)與前段時(shí)間的二氧化碳人工合成淀粉相比較。實(shí)際上，二氧化碳合成淀粉在技術(shù)上要難得多。

本次的人工合成蛋白質(zhì)技術(shù)仍要借助細(xì)菌，本質(zhì)是一種發(fā)酵技術(shù)，是典型的生物合成。而二氧化碳人工合成淀粉是直接脫離細(xì)菌等，用有機(jī)的辦法催化，在實(shí)驗(yàn)室一步步從二氧化碳到制取淀粉，可以說(shuō)是“憑空制造”，有重大的理論創(chuàng)新。