最牛技术：更换底盘细胞，把PHA成本降下来！

华南区最大规模降解材料论坛即将召开，参会咨询：李女士 188 2508 5504

生物降解材料研究院报道，PHA是聚羟基脂肪酸酯类材料的总称，PHA具有与传统石化塑料如聚乙烯、聚丙烯等类似的材料学性质，同时PHA可由碳水化合物、脂肪酸等可再生资源合成，并且在环境中可以完全降解进入自然界生态循环，因此被认为是一种环境友好的“绿色塑料”，具有替代传统不可降解塑料的前景。

PHA目前产业化品种已有四代。

第一代产品的典型代表为均聚物PHB（聚3-羟基丁酸酯），该材料脆性大，很难大规模应用。为了改善加工性能，人们又研发了第二代产品PHBV（聚3-羟基丁酸酯/3-羟基戊酸酯共聚物）、第三代产品PHBHHx（3-羟基丁酸酯/3-羟基己酸酯共聚物）以及第四代产品P34HB（聚3-羟基丁酸酯/4-羟基丁酸酯共聚物）。

目前已经发现PHA聚合物超过150种，其性能各有不同，PHA可以坚硬如硬塑料，也可以柔软如弹性体，可以制成吹膜级、压片级、吹瓶级、发泡级以及弹性体级的产品。通过调整单体配比，PHA产品性能可以横跨纤维、塑料、橡胶、热熔胶等不同范畴，加上PHA兼具良好的生物相容性，其应用领域已不局限在单一的塑料制品，还可以在农药缓释剂、高性能生化滤膜、医药缓释长效药物载体以及骨钉、手术缝合线、人体整形填充材料方面大显身手。

PHA中的P4HB作为手术缝线，在美国已被批准进入临床。新加坡新兴生物技术企业RWDC Industries Ltd.推出了Solon品牌的PHA生物聚合物，第一个应用产品是PHA吸管，也说明PHA在一次性食品餐具领域的巨大潜力。美国开发出PHA吸管，体验极佳，将来可能替代PLA和纸吸管。

但是，PHA生产成本高昂，价格远高于其他可降解材料。所以，尽管PHA力学性能优异，可100%完全降解，但在可降解材料市场中占有率仅为5%，远低于可降解材料PLA和PBAT。

如何解决PHA的生产成本问题？清华大学教授陈国强分析了PHA生物制造的成本结构，底物原料成本占50%，能耗占27%，下游生产成本占23%。

他们决定从占成本比例最高的底物细胞做起。“现有生物制造技术有很多缺点，比如大量耗淡水、高能耗、易染杂菌、设备投资大、使用大量农产品做原料、原料转化率低等。我们希望下一代生物技术解决这些难题，第一步就要找出符合需要的极端微生物底盘。”

新疆的艾丁湖（上图）是世界最酷热干燥的地区之一，盐浓度高达200克/升。陈国强教授从艾丁湖筛选出两种嗜盐的野生菌：Halomonas TD和LS21。依照降低成本的生产需求，对这两种野生菌进行了精准的基因改造。“这两种野生菌都能在海水里快速生长，并产出生物塑料PHA。”

同时解决掉4个短板：用海水代替淡水，不必大量消耗宝贵水资源；无灭菌发酵可降低生产成本；高盐高pH值不易染杂菌，可连续生产；无需高温灭菌，因而可以用廉价塑料等材料代替昂贵的不锈钢制作生物反应器。

点击查看：PHA为什么这么贵？怎样做才能大幅度降低成本？

陈国强表示：“下一代工业生物技术现在只是初步研制成功，我希望将它进一步发展完善，让生物塑料部分代替化学工业，提供大量材料、燃料、药品和其他衣食住行必需品。希望以极端微生物合成生物学为基础的工业生物制造，可以克服现有生物制造的缺点，促进我国生物制造的全面升级换代，解决面临的生态、资源和可持续发展危机。”

陈国强教授将出席3月11日在广东佛山举办的中国生物降解材料技术与应用论坛，并发表主题演讲《PHA生产技术与产业链概述》。报名请扫下方二维码。

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