維生素B5是人體必需的維生素之一，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、飼料、食品、保健等領(lǐng)域。目前，維生素B5主要通過化學(xué)—酶法生產(chǎn)，但采用這種方法會產(chǎn)生大量含氰廢水。隨著人們對環(huán)保的重視，人們將目光轉(zhuǎn)向維生素B5系列產(chǎn)品的生物制造。
在2024中國生物制造大會上，首次發(fā)布了“2024生物制造產(chǎn)業(yè)化十大優(yōu)秀案例”。安徽華恒生物科技股份有限公司（以下簡稱“華恒生物”）的“維生素B5系列產(chǎn)品的生物制造”成功入選。
化學(xué)合成存在環(huán)境污染
華恒生物事業(yè)部高級總監(jiān)張學(xué)虎介紹，維生素B5在人體和動物體內(nèi)主要以輔酶的形式參與碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝，是機體維持正常生理機能不可缺少的微量物質(zhì)。記者在采訪中了解到，由于部分人群存在飲食不均衡問題，嬰幼兒等特定群體難以通過日常飲食充分?jǐn)z取維生素B5，因此在食品、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域，已經(jīng)推出了多款維生素B5相關(guān)產(chǎn)品。
養(yǎng)殖動物缺乏維生素B5會出現(xiàn)多種生長和健康問題，包括生長速度放緩、體重減輕、皮膚及黏膜損傷、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、胃腸失調(diào)、腎上腺功能缺陷、行走困難等。鑒于此，維生素B5作為重要的飼料添加劑，已被廣泛應(yīng)用于家禽、豬、魚類等動物的飼料中。
華恒生物研究院副院長劉樹蓬告訴記者，目前，工業(yè)上主要通過D-泛解酸內(nèi)酯和β-丙氨酸化學(xué)合成維生素B5。
“從植物或者其他富含維生素B5的來源中，用化學(xué)溶劑等來提取維生素B5，在生產(chǎn)成本、質(zhì)量控制和供應(yīng)穩(wěn)定性方面不具有優(yōu)勢。同時，考慮到化學(xué)合成法對環(huán)境的潛在影響等問題，發(fā)展維生素B5的生物合成技術(shù)具有重要意義。”華恒生物事業(yè)部高級總監(jiān)張千子說。
千噸級生產(chǎn)線實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
“公司在核心菌種、發(fā)酵工藝、分離提取等方面布局了一系列自主知識產(chǎn)權(quán)，至今已申請包括PCT國際專利在內(nèi)的發(fā)明專利20項，其中3項已獲授權(quán)。”劉樹蓬說。
記者了解到，華恒生物研發(fā)的維生素B5系列產(chǎn)品生物制造技術(shù)，實現(xiàn)了以可再生生物質(zhì)碳源發(fā)酵生產(chǎn)D-泛解酸，從而推動了維生素B5系列產(chǎn)品的生物制造進(jìn)程。生物發(fā)酵獲得的D-泛解酸具有原料可再生、環(huán)境友好、物質(zhì)能量利用率高等優(yōu)勢。
在劉樹蓬看來，盡管D-泛解酸的生物合成具有巨大潛力，但目前仍面臨合成途徑復(fù)雜、關(guān)鍵酶元件催化活性不足等挑戰(zhàn)，導(dǎo)致生物合成的D-泛解酸在產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)上尚不能滿足產(chǎn)業(yè)化要求。
華恒生物董事長兼總裁郭恒華介紹，目前從D-泛解酸到維生素B5、泛醇等系列產(chǎn)品的生物合成路線已打通，但反應(yīng)效率還需進(jìn)一步提升，從而降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)以生物法替代化學(xué)合成法制備維生素B5。
郭恒華說，公司通過產(chǎn)學(xué)研合作，借助合成生物學(xué)技術(shù)，獲得一株高效生產(chǎn)D-泛解酸的工程菌，建成千噸級生產(chǎn)線，并成功實施產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
在降低生產(chǎn)成本方面，郭恒華介紹，公司將通過AI模型指導(dǎo)、高通量篩選、基因組重構(gòu)、代謝網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等技術(shù)，在核心菌種優(yōu)化環(huán)節(jié)獲得更高效的關(guān)鍵酶元件和人工調(diào)控元件。這將有助于優(yōu)化D-泛解酸生物合成系統(tǒng)，提升核心菌種的技術(shù)競爭力。郭恒華表示，未來，華恒生物將以生產(chǎn)成本和生態(tài)效益的雙重優(yōu)勢，實現(xiàn)低碳、環(huán)保、高效的維生素B5系列產(chǎn)品生物制造。
維生素B5是人體必需的維生素之一，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、飼料、食品、保健等領(lǐng)域。目前，維生素B5主要通過化學(xué)—酶法生產(chǎn)，但采用這種方法會產(chǎn)生大量含氰廢水。隨著人們對環(huán)保的重視，人們將目光轉(zhuǎn)向維生素B5系列產(chǎn)品的生物制造。
在2024中國生物制造大會上，首次發(fā)布了“2024生物制造產(chǎn)業(yè)化十大優(yōu)秀案例”。安徽華恒生物科技股份有限公司（以下簡稱“華恒生物”）的“維生素B5系列產(chǎn)品的生物制造”成功入選。
化學(xué)合成存在環(huán)境污染
華恒生物事業(yè)部高級總監(jiān)張學(xué)虎介紹，維生素B5在人體和動物體內(nèi)主要以輔酶的形式參與碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝，是機體維持正常生理機能不可缺少的微量物質(zhì)。記者在采訪中了解到，由于部分人群存在飲食不均衡問題，嬰幼兒等特定群體難以通過日常飲食充分?jǐn)z取維生素B5，因此在食品、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域，已經(jīng)推出了多款維生素B5相關(guān)產(chǎn)品。
養(yǎng)殖動物缺乏維生素B5會出現(xiàn)多種生長和健康問題，包括生長速度放緩、體重減輕、皮膚及黏膜損傷、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、胃腸失調(diào)、腎上腺功能缺陷、行走困難等。鑒于此，維生素B5作為重要的飼料添加劑，已被廣泛應(yīng)用于家禽、豬、魚類等動物的飼料中。
華恒生物研究院副院長劉樹蓬告訴記者，目前，工業(yè)上主要通過D-泛解酸內(nèi)酯和β-丙氨酸化學(xué)合成維生素B5。
“從植物或者其他富含維生素B5的來源中，用化學(xué)溶劑等來提取維生素B5，在生產(chǎn)成本、質(zhì)量控制和供應(yīng)穩(wěn)定性方面不具有優(yōu)勢。同時，考慮到化學(xué)合成法對環(huán)境的潛在影響等問題，發(fā)展維生素B5的生物合成技術(shù)具有重要意義。”華恒生物事業(yè)部高級總監(jiān)張千子說。
千噸級生產(chǎn)線實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
“公司在核心菌種、發(fā)酵工藝、分離提取等方面布局了一系列自主知識產(chǎn)權(quán)，至今已申請包括PCT國際專利在內(nèi)的發(fā)明專利20項，其中3項已獲授權(quán)。”劉樹蓬說。
記者了解到，華恒生物研發(fā)的維生素B5系列產(chǎn)品生物制造技術(shù)，實現(xiàn)了以可再生生物質(zhì)碳源發(fā)酵生產(chǎn)D-泛解酸，從而推動了維生素B5系列產(chǎn)品的生物制造進(jìn)程。生物發(fā)酵獲得的D-泛解酸具有原料可再生、環(huán)境友好、物質(zhì)能量利用率高等優(yōu)勢。
在劉樹蓬看來，盡管D-泛解酸的生物合成具有巨大潛力，但目前仍面臨合成途徑復(fù)雜、關(guān)鍵酶元件催化活性不足等挑戰(zhàn)，導(dǎo)致生物合成的D-泛解酸在產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)上尚不能滿足產(chǎn)業(yè)化要求。
華恒生物董事長兼總裁郭恒華介紹，目前從D-泛解酸到維生素B5、泛醇等系列產(chǎn)品的生物合成路線已打通，但反應(yīng)效率還需進(jìn)一步提升，從而降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)以生物法替代化學(xué)合成法制備維生素B5。
郭恒華說，公司通過產(chǎn)學(xué)研合作，借助合成生物學(xué)技術(shù)，獲得一株高效生產(chǎn)D-泛解酸的工程菌，建成千噸級生產(chǎn)線，并成功實施產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
在降低生產(chǎn)成本方面，郭恒華介紹，公司將通過AI模型指導(dǎo)、高通量篩選、基因組重構(gòu)、代謝網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等技術(shù)，在核心菌種優(yōu)化環(huán)節(jié)獲得更高效的關(guān)鍵酶元件和人工調(diào)控元件。這將有助于優(yōu)化D-泛解酸生物合成系統(tǒng)，提升核心菌種的技術(shù)競爭力。郭恒華表示，未來，華恒生物將以生產(chǎn)成本和生態(tài)效益的雙重優(yōu)勢，實現(xiàn)低碳、環(huán)保、高效的維生素B5系列產(chǎn)品生物制造。
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