首个！我国成功实现中药复方一站式发酵生产
科技日报记者 陈曦
记者5月6日从中国科学院天津工业生物技术研究所获悉，该所微生物代谢工程研究组的戴住波研究员团队运用合成生物学技术，创建了我国首个以中药复方制剂为主题的人工本草细胞——复方丹参酵母1.0。该细胞无须中药材的野外采集或种养，直接利用葡萄糖、乙醇等简单碳源，一站式发酵生产中药复方制剂。 相关研究成果发表在学术期刊《中医药科学（英文版）》上。
图片来源：中国科学院天津工业生物技术研究所
据了解，中国中药复方制剂2023年市场规模超1200亿元人民币，并且在政策支持和技术创新推动下保持约8%的高速增长，为我国的中药资源供给带来持续挑战。复方丹参是临床常用的治疗冠心病、心绞痛的中药复方制剂， 如复方丹参滴丸、复方丹参片等，其主要成分为丹参、三七和冰片。丹参的主要活性成分为丹参酮和酚酸类，三七的主要活性成分为三七总皂苷，冰片为辅药。
研究团队通过合成生物学技术，在同一酿酒酵母中实现了三七总皂苷类原人参二醇、丹参酮类次丹参酮二烯、酚酸类丹参素、冰片的同时合成，构建了复方丹参仿生合成细胞——复方丹参酵母。
“细胞在摇瓶中发酵5天，目标产物产量均超过毫克级每升。”戴住波研究员介绍，与建立人工细胞进行的单体、组分活性成分的合成不同，这项技术可以进一步过渡到跨物种、多组分在同一细胞仿生合成的尝试， 为中药复方一站式发酵生产奠定了基础，在中药资源保护与开发过程中展现出巨大的潜力。
编辑：宋慈
审核：张爽
从黄浦江畔到云贵高原！一株酵母的“发酵”奇迹｜科技有温度
在云南省永平县的一片果园里，鲜榨苹果汁正在用一种神奇的酵母菌株发酵成苹果酒。仅需3到5天，这些果汁就转化成了富含抗氧化物质的饮品。这个菌株名叫马克斯克鲁维酵母，复旦大学特聘教授吕红及其团队利用它研发了马克斯克鲁维酵母与益生菌共培养发酵果蔬技术。
该技术源于马克斯克鲁维酵母细胞工厂技术及应用项目。这个项目不仅获得了国家发明专利、2023年上海市科技奖技术发明一等奖，还在东西部科技协作、科技赋能乡村振兴的舞台上大放异彩。 在上海市科委项目的持续支持下，吕红团队利用该技术科技帮扶永平县，与云南省永平县阿庆嫂食品有限公司达成合作，2020年初 投产以来，已取得超2700万经济效益。
云南省永平县阿庆嫂食品有限公司
负责人马乐君感慨：
“这株酵母发酵了果酒，
也‘发酵’了我们的乡村经济。”
微生物“芯片”撑起百倍产业
马克斯克鲁维酵母的故事，要从一支试管里的牦牛酸奶开始讲起。
“您好，家里有耗牛酸奶吗？能不能让我们取一点？”吕红敲响了青藏高原上牧民家的大门。“每一家的酸奶酿造出来，表型就能感觉出不一样，说明它里面的微生物不一样。”
吕红和她的团队挨家挨户收集那曲牧民家中自有酵母酿造的耗牛酸奶样品，花了整整两年，通过单一碳源定向筛选技术，从牦牛酸奶的数百种微生物中找到了马克斯克鲁维酵母。
在工业生物制造领域，微生物细胞工厂被称为“芯片”，它能支撑起下游百倍甚至千倍的产业链。
我国的生物制造长期依赖国外菌株，知识产权受制于人。吕红坦言，这是限制我国产业发展的关键卡点。
“我们目标很明确，寻找一种生长速度快、蛋白高产、安全可靠的食品级酵母，为我国工业生物制造提供自主知识产权的解决方案。”吕红说：“我们终于可以骄傲地说，这是一种完全属于中国的酵母菌。”
这种酵母具有得天独厚的优势。它生长快、蛋白高产，比生长速率高达0.81 h-1，是酿酒酵母的2倍多，是目前生长最快的真核生物。更重要的是，它是食品级酵母，安全可靠，并被国家食品安全中心认证。
通过合成生物学技术，吕红团队将马克斯克鲁维酵母打造为高效的细胞工厂。团队发明了人工染色体技术，实现了其他酵母菌高产蛋白途径的大规模转移。
“
”
在此基础上，吕红团队研发了马克斯克鲁维酵母与益生菌共培养发酵果蔬技术，这种共培养技术使微生物发酵的产物互为底物，生长互促进，活菌数提升150%，发酵效率提高40%；健康营养成分更丰富。
“以鲜榨苹果汁为原料，发酵时间仅为3-5天。发酵后，蔗糖由15%降为0，抗氧化和抗衰老物质含量提高了14-70倍；与国际苹果汁发酵专用酵母saf-cider相比较，有23种抗氧化物质显著提高。”吕红举例说。
这项技术不仅在实验室获得突破，还在实际生产中展现了巨大价值。在果蔬发酵领域，团队获得食品生产许可证1项，注册商标4项，上市产品4项。
经国家认定的第三方评估，复旦大学马克斯克鲁维酵母专利技术家族数居全球首位。实施专利许可23项次，许可比例56%，产生了显著的经济效益。
酵母的落地之旅
马克斯克鲁维酵母经历了跨越实验室与乡村的长途跋涉。
沪滇协作下，酵母技术与地方资源碰撞，为永平带来了全新的产业可能。
吕红说：“我们不仅是科学家，也是国家战略的践行者。通过东西部协作，把科技成果应用到实际中，才能真正发挥作用。”
“从实验室到工厂是一个巨大的跨越，”吕红说，马克斯克鲁维酵母从实验室走向工厂，并非一帆风顺。“我们需要将实验室的技术转化为适合工业生产的工艺。”吕红团队与永平当地企业阿庆嫂食品有限公司合作，共同设计生产流程。
“最大的挑战不只是技术，还有如何让两地的团队磨合好。”吕红说道。永平当地的果农和企业家们对新技术感到陌生，而复旦团队也需要理解当地的实际需求。
“上海团队更习惯快节奏的工作状态，就像我们习惯了苍山洱海的景色。”采访中，马乐君多次提到沪滇合作中的观念差异。
为了克服技术转移中的障碍，马乐君团队组织了永平企业员工前往山东的一家工厂学习先进生产技术。“培训让他们看到了技术落地的可能性，也让双方的合作更加顺畅。”吕红说。
“我们最终克服了观念和技术上的隔阂，让这项技术真正融入到永平的土壤中，”马乐君说，“这是一场科技与乡村振兴的完美结合。”
2019年，永平县刚刚退出云南省贫困县序列。2020年初，云南永平的第一条工业示范线正式投产。这条生产线不仅生产苹果酒，还上市了梨酒、莫斯卡托（葡萄酒）、梅子酒等4类产品。
通过C9商标注册，这些产品迅速打开市场，为永平的果酒产业注入了新活力，实现乡村振兴中的产业升级。2020年初 投产以来，这条生产线已取得超2700万经济效益。 产业的发展不仅带来了经济效益，更激发了农民的内生动力，为乡村振兴注入了新的活力。
““以前我们只是生产发酵泡菜，产量有限，利润也不高。现在有了这条示范线，农民
”
此外，吕红团队还建设了当地第一个省级院士专家工作站“云南省吕红专家工作站”，成为首批沪滇科技合作示范点，不仅带动了当地的经济发展，还帮助161户建档立卡户实现脱贫。
绽放的味蕾与未来
“马克斯克鲁维酵母的潜力远不止于果酒，”吕红对未来充满信心。团队正在开发更多以酵母为核心的产品，包括健康食品、饲料添加剂、用于药物研发的铁蛋白纳米颗粒。“我们的目标是让这种酵母成为工业生物制造的‘芯片’，支撑起百倍、千倍的下游产业。”
从黄浦江畔到云南果园，这场高校与乡村的相遇，不仅让果酒生产更快、更健康，还成为了科技帮扶的典范。
接下来，吕红团队计划进一步优化技术，并计划扩大帮扶范围，把这种技术推广到更多乡村。
永平县阿庆嫂食品有限公司的果酒产业也在扩展版图。马乐君介绍：“我们的果酒市场反应非常好，但现在产品主要在苍山洱海的周边餐饮业和民宿销售。下一步，我们计划优化物流体系，把这些产品推向全国。”
物流，或许是永平果酒走向更广阔市场的关键。“我们地处山区，物流成本高，玻璃瓶在运输中的包装要求也比较高。”马乐君和团队正在规划与多家物流企业合作，打造一个高效的供应链体系。“只要物流畅通，我们的产品就能走进全国消费者的餐桌。”
“未来，我们还要加强品牌建设，提升品牌溢价能力，为农民带来新的增收渠道，为乡村发展创造新的增长点。”马乐君说。
“科技帮扶让永平的经济发酵起来了，
也让我们的生活‘发酵’出更多希望，”
马乐君站在满园的果树前，
畅想着未来。
企业及专家观点不代表官方立场
作者：蓝悦
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