我国合成生物企业破解PHA量产难题，实现三大突破

面对全球塑料污染治理与"双碳"战略的双重挑战，上海蓝晶微生物科技有限公司联合复旦大学、牛津大学等顶尖科研机构，在聚羟基脂肪酸酯（PHA）生物制造领域实现三大里程碑式突破：创下300克/升的全球最高单罐产量、实现100%碳源质量转化率、达成64%的碳足迹降幅。这一系列成果日前发表于《代谢工程》《资源、保护与回收》等国际权威期刊，标志着我国在生物制造领域已形成全球领先优势。

PHA降解效率是传统塑料的100倍

PHA是由微生物合成的一类天然高分子生物材料，具有天然可降解性、生物相容性及热塑性等特点；其降解性能优异，可在自然环境中快速分解为二氧化碳和水，降解效率是传统塑料的100倍。但其规模化生产一直是产业的共性难题，早在20世纪80年代，英国帝国化学公司（后被阿斯利康收购）就曾尝试产业化生产PHA，但因生产成本高达8-10美元/千克，远超传统塑料，最终未能实现大规模量产。在应用领域，PHA广泛用于医疗植入物（如骨板、缝合线）、可降解包装（食品容器、薄膜）、3D打印材料及化妆品等，具有巨大的潜在市场价值。

 

 

 

 

 

PHA材料和传统可降解材料在自然海水中降解性能的比较视频

传统PHA生产依赖糖基原料，存在理论碳源转化率57%的技术天花板和825美元/吨的成本瓶颈。蓝晶研发团队通过基因工程技术创新，成功开辟油基原料新赛道：采用自主选育的罗氏真养菌工业菌株，在150吨量产装置中实现264克/升的PHA浓度，碳源转化率突破100%，将生产成本直降28%至590美元/吨。经工艺优化后，更将单位产量提升至300克/升，刷新全球工业量产纪录。

更高的质量转化率，更低的原材料成本让PHA材料的工业化大规模生产成为现实，在不久的未来不仅是医疗器械等高值耗材可以利用PHA作为原材料，包装、餐具、纺织纤维等消费品也可以使用这一生物相容性更好的材料来迭代升级，满足人们日益增长的美好生活需求。

PHA合成的糖基碳源路线和油基碳源路线对比

"生物混动"技术树行业标杆，白色污染的全新解决方案

研发团队独创的Biohybrid技术体系实现两大创新跨越：

1.0版本：全球首次在工业菌株中激活卡尔文循环，通过回收代谢副产物和固定二氧化碳，使15吨发酵罐产量提升20%至260克/升，开创有机/无机双碳源利用新模式，即利用空气中的二氧化碳做原料进而减少直接生物质碳源的摄入。

2.0版本：蓝晶微生物团队通过功能基因组学与合成生物学技术，系统优化了菌株的油脂利用能力，经多批次工艺优化，进一步将单位产量提升至300克/升以上，碳源转化率超过100%，达到文献报道最高水平。

联合牛津大学建立的"摇篮到坟墓"LCA模型显示：采用Biohybrid 2.0技术和餐厨废油原料，PHA碳足迹降至2.01千克二氧化碳当量/千克，较传统石化塑料降低64%，树立生物可降解材料环保新标杆。

Biohybrid 2.0技术结合废油原料大幅降低PHA碳足迹

塑料污染造成的伤害可谓触目惊心，也是老生常谈。传统塑料残膜在土壤中200年以上才能降解，阻碍农作物吸收养分和水分，导致玉米、小麦等减产；动物误食塑料后引发消化道堵塞甚至死亡，如海洋生物误食导致窒息，陆地牲畜误食地膜致病等。2023年全球塑料总产量为4.138亿吨，其中回收比例不超过10%，大量塑料污染被填埋、焚烧甚至直接外泄到自然环境中，给生态环境造成了严重的危害。

这项技术突破破解了困扰全球半个世纪的PHA量产难题，更构建了从实验室创新到产业化的完整技术体系。PHA大致两周到半年的时间即可降解，具体的降解时间根据菌落环境和材料复配等原因而不同，但远远短于传统塑料且无需人工堆肥干预，在自然条件下即可降解。