让氨糖生产“坐上直升梯”

让氨糖生产“坐上直升梯”

华东理工大学生物工程学院赵黎明教授团队历时12年攻关，成功开发出氨糖全生物法高效绿色制造关键技术，并实现产业化应用。该项目不仅解决了传统氨糖生产过程中的技术瓶颈，还建成了万吨级绿色制造生产线，为我国功能糖产业的绿色转型提供了成功范例。

随着全球老龄化进程的加快，骨关节炎患者数量不断增加，作为治疗和改善骨关节药品以及保健品的核心原料，氨糖的需求量持续攀升。目前全球氨糖市场规模已达百亿美元，我国产能占全球90%，但传统生产工艺存在生产效率低、产品品质不稳定、绿色化水平低等挑战，亟需技术创新突破。

针对这些难题，赵黎明教授领衔的“氨基葡萄糖全生物法高效绿色制造关键技术及产业化应用”项目，提出了全生物法制备氨糖的绿色技术路线，并成功实现了产业化应用，获得上海市科技进步一等奖。

N-乙酰氨基葡萄糖酶法脱乙酰生产线。图片由赵黎明团队提供

全生物法开发成功

这条技术路线的核心是通过生物技术手段实现氨糖的绿色制造。具体来说，赵黎明团队首先通过构建和改造高效的菌种并优化发酵工艺来制备N-乙酰氨基葡萄糖，然后再使用脱乙酰酶对其进行脱乙酰基处理，最后经纯化工艺得到氨糖产品。

在N-乙酰氨基葡萄糖的生物发酵生产方面，团队运用合成生物学和代谢工程相关技术，对菌株的代谢网络进行重塑，减少代谢溢流，开发出可高效、稳定生产乙酰氨糖的高产新菌株。通过发酵过程优化与控制，其最终发酵生产强度已达到国内外规模化生产最高水平。

用酶制剂取代盐酸对N-乙酰氨基葡萄糖脱乙酰，是实现氨糖全生物法制造的关键环节。团队从嗜热微生物菌种库中定向筛选出高转化率的脱乙酰酶，并通过分子改造和酶固定化技术降低生产成本，成功取代了传统的盐酸水解脱乙酰法。

针对终端产品容易结块发黄的行业难题，团队通过解析关键杂质，创新了高效分离技术、合成了专用树脂和分离工艺，开发了电场流场耦合膜分离装备，提高了氨糖纯化效率，实现了高品质氨糖（纯度≥99.5%）的规模化生产。

实现全链条技术创新

该项目历时12年，开展了从菌种高通量筛选、代谢网络调控、发酵过程优化控制到产品分离纯化精制的全链条技术创新，大幅降低了原料单耗、过程能耗和“三废”排放。经中国轻工业联合会组织的专家鉴定，整体技术达到国际领先水平。

目前，该项目已获授权发明专利27件，发表论文44篇，制定标准5件，并在6家企业实施了产业化应用，建成了万吨级氨糖绿色制造生产线，为应用企业创造了巨大的经济效益。此外，该项目还为合成生物学应用于我国功能糖产业绿色生物制造提供了成功范例，进一步引领了产业技术发展方向。