导读

近日，河南省鹤壁市的河南飞天生物科技股份有限公司 2 万吨结晶果糖项目、河南中源裕泽生物科技有限公司酶制剂项目同日启动建设。这两个项目的核心技术——糖生物异构化与转化技术，是中国工程院院士、浙江工业大学生物工程学院教授郑裕国团队历经 20 余年攻关的成果。

不同于传统化学制造技术，这项技术并不改变糖分子的组成，而是在保持分子骨架不变的前提下，精准调控羰基或羟基的空间排布，使普通糖转变为具有不同功能和更高附加值的新型糖分子。

这种看似细微的分子重构，不仅赋予了糖分子新的生理功能，也催生出一条覆盖医药、食品、材料生物制造等领域的产业链。

如今，这项原创技术已经支撑医药级结晶果糖、阿洛酮糖、塔格糖等多个产品实现产业化，并正在长三角加速集聚，向全国辐射，带动形成千亿级生物制造产业集群。

攻克高端生物制造技术

在杭州市拱墅区的浙江工业大学华东合成生物学产业技术研究院里，一排排发酵罐正安静地工作。这里既是诞生原创技术的实验室，也是科技成果走向产业的重要平台。经过改造的微生物和自主创制的高性能糖异构酶，将普通糖类原料在常温常压水相体系下高效转化为高纯度功能糖，实现绿色、低碳制造。

" 过去，很多高端生物制造产品的核心技术长期被国外垄断，我们的产业只能处于价值链末端。" 郑裕国回忆道。

以降糖药核心原料阿卡波糖为例，20 世纪 90 年代，国外企业对生产技术实施严密封锁，国内无法生产，药品只能进口。郑裕国团队从源头选育高产新菌种，创新开发发酵工艺和两步分离纯化工艺。

该技术获得国家科技进步奖二等奖，其产业化直接打破了国外垄断，惠及亿万糖尿病患者。如今，华东医药的降糖药阿卡波糖产能已居全国第一，产品质量国际领先。

随后，团队又将原创技术不断拓展到糖生物制造领域。医药级结晶果糖的生产技术曾壁垒高筑，国内市场完全依赖进口。

郑裕国团队利用合成生物学技术，自主创制出高性能的糖异构酶，建立完整的糖生物异构化与转化技术体系，实现从酶创制、催化体系优化到工业放大的全链条自主创新。

" 我们引入 AI 理性设计改造核心糖异构酶，制备高性能催化剂，大幅提升了酶的稳定性和催化效率。" 团队合成生物技术方向负责人柳志强说。

这项技术使国产产品成本大幅降低，品质比肩国际顶尖水平。合作企业也因此成为淀粉糖分类通则、D- 甘露糖醇、异麦芽酮糖醇等相关产品国家、行业标准的主要牵头制定单位。

从降糖药核心原料的绿色升级，到食品级健康代糖的绿色制造，再到医药级结晶果糖的精准合成，团队用 30 年时间，完成了从关键技术突破到定义未来方向的 " 三级跳 "。

逐渐形成完整产业链

顶尖的技术，需要顶尖的平台来淬炼。

" 从实验室的 1 升样品到工艺打通、成本可控的工业化产品，中间犹如隔了一道难以跨越的鸿沟。" 柳志强说。这道鸿沟，被称为科技成果转化的 " 死亡谷 "。

为了填平鸿沟，浙江工业大学携手杭州中美华东制药有限公司建立了杭州市合成生物概念验证中心。中心具备完整的中试放大体系，能够承接并助力小试科研成果的转化。

" 研究院交付给企业的，不单纯是一个菌株，而是涵盖高效表达系统、智能发酵控制、高效酶催化、高纯度分离纯化的全产业链工程化集成技术包，真正实现了‘即插即用’。" 柳志强介绍。

依托该中心，浙江工业大学生物工程学院探索形成了 " 高校 + 平台 + 企业 + 产业链 " 的结对合作机制，河南飞天生物科技股份有限公司正是受益企业之一。

为什么企业愿意买单？答案藏在 " 双向奔赴 " 里。

对于企业而言，传统化工合成或植物提取工艺存在污染大、能耗高、原料受限等痛点。而糖异构化与转化技术作为绿色制造的典型代表，可帮助企业直接跃升至低碳循环经济模式。

" 引入该技术后，我们利用新型高效酶制剂替代了老旧工艺。由于转化率的大幅提升和副产物的减少，生产成本断崖式下降。更重要的是，整个转化过程在温和的常温常压水相中进行，全厂的能耗和三废排放锐减。" 河南飞天生物科技股份有限公司总经理董得平说。

更让企业心动的是原料的包容度。该技术能够以农业废弃物（如玉米芯、秸秆等水解物）或低成本大宗糖类为原料，通过高效的酶法转化生产高附加值的功能糖。

河南是小麦淀粉主产区，当地企业正是看中了这一 " 点石成金 " 的能力，引入了郑裕国团队的技术。

从实验室成果到产业化项目，再到区域产业集群，一条完整的成果转化链条正在逐渐形成。

从长三角辐射到全国

一项原创技术，正在催生一个创新产业生态。

浙江工业大学的创新协同机制已成功培育珲达生物、微致生物、裕元生物、生基材料等一批合成生物创新企业。

同时，依托浙江工业大学的生物工程学科优势和产业资源，这一创新生态不断向长三角乃至全国延伸，推动科技创新与产业创新深度融合。

浙江工业大学瞄准生物制造产业链，联合上海、南京、鹤壁等地 30 多家龙头企业共同制定人才培养方案，并聘请了 100 位行业产业导师，聚力共建长三角合成生物制造大走廊，全域产业生态已逐步发展壮大。

浙江工业大学博士生张昔就借助这个平台，把实验室的成果带到江苏一家企业进行中试。" 这让我从学校里的简单实验室进入了企业的研发一线，加强了对长三角各地产业现状的了解，对我自己的职业规划起到了很大的帮助。" 张昔说。

浙江工业大学生物工程学院院长薛亚平介绍：" 长三角拥有全国最完整的生物制造产业链，我们正是依托这一完整的产业链，构建了从实验室到市场的完整过程。"

产业升级的成果在走廊沿线遍地开花：在华东医药的生产车间，免疫抑制剂环孢菌素斩获国内首张药证，生物类似药利拉鲁肽填补国内空白；在江苏，利民股份打造出全球首条万吨级气相合成—多酶催化生产高光学纯 L- 草铵膦生产线；在浙江，乐普药业建成了我国首条阿托伐他汀钙化学 - 酶法合成生产线。

如今，这条横贯长三角的绿色生物制造走廊已初具规模。2025 年，大走廊已建成 40 余条智能化生产线，多项关键技术达到国际领先水平，实现营收超 1000 亿元。

这条创新走廊的辐射力，正越过长三角的地理边界，向更广阔的内陆延伸。河南鹤壁的两个重大项目，正是技术溢出与产业协同的例证。

" 接下来，我们将扩大大走廊的影响力，逐步往河北、内蒙古、新疆延伸，向全国推广。" 郑裕国表示，团队的目标是，到 2030 年构建起辐射全国、链接全球的生物经济创新网络，在全球生物产业分工体系中占据价值链高端地位。

郑裕国介绍，未来，团队将进一步推动人工智能、生物异构化和智能制造深度融合，持续拓展糖生物异构化技术的应用边界，加快构建辐射全国、链接全球的生物经济创新网络。 （科技日报记者 江 耘 通 讯 员 陈曼姣 蔡 雪）

人物简介

郑裕国，中国工程院院士，浙江工业大学教授，第十三届、十四届全国政协委员，生物制药、生物化工专家。现任绿色化学合成与转化技术全国重点实验室主任，手性生物制造国家地方联合工程研究中心主任，浙江工业大学学术委员会主任、华东合成生物学产业技术研究院院长。兼任中国化工学会医药化工专业委员会主任委员和生物化工专业委员会副主任委员，中国生物工程学会生物催化专业委员会主任委员，中国医学科学院学术咨询委员会学部委员，浙江省生物工程学会理事长，教育部生物技术和生物工程类专业教学指导委员会副主任委员等。长期从事生物制造工程科技创新，建立了以生物工程技术为核心，融合有机合成、化学工程原理和方法的生物有机合成技术新体系，发明系列生物催化剂筛选、改造和工业应用新技术以及合成生物学微生物细胞工厂构建新方法，开发细胞培养和工业生物催化剂生产及其应用于医药、农药和营养化学品生产过程重构、强化和替代新技术，实现治疗心脑血管疾病、重症感染、神经系统疾病、糖尿病等的重大药物以及氨基酸、维生素、功能性糖和糖醇、农药及其中间体等的工业化大规模生产，创造显著的经济效益和社会效益。获得国家科技进步一等奖 1 项（排名 3）、国家技术发明二等奖 2 项（均为排名 1）、国家科技进步二等奖 1 项（排名 1）、省部级科学技术一等奖 11 项（6 项排名 1）、国家教学成果二等奖 1 项（排名 1）、浙江省教学成果特等奖 1 项（排名 1）, 中国专利优秀奖 3 项（排名 1）、浙江省专利金奖 2 项（排名 1）， 并获何梁何利基金科学与技术进步奖、侯德榜化工科技奖、全国优秀教师、全国优秀科技工作者、浙江省功勋教师等。

来源：科技日报、浙江工业大学