6月5日是世界環(huán)境日。當(dāng)天的天津空港體育中心就像一個(gè)大集市，熙熙攘攘的人群向“小販”們不停詢問著。這是由天津保稅區(qū)環(huán)保局等主辦、中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所承辦的“踐行綠色生活，共享美麗空港”生物塑料公益宣傳活動(dòng)現(xiàn)場。

　　展臺(tái)擺著的高科技產(chǎn)品，讓參觀的人群感到既“陌生”又“熟悉”：“陌生”的是沒想到這些產(chǎn)品居然是由秸稈等廢棄農(nóng)作物“變成的”，“熟悉”的是這些產(chǎn)品就是生活中經(jīng)常用到的杯碗叉勺和塑料袋。

　　其中一個(gè)展臺(tái)上擺著幾個(gè)儲(chǔ)蓄罐大小的透明瓶子，里面盛滿了米粒般大小的白色物品。一旁的工作人員告訴記者：“這是聚丁二酸丁二醇酯（PBS），是生產(chǎn)桌上所有展覽品的原材料。產(chǎn)品使用的是中科院天津工業(yè)生物所開發(fā)的新技術(shù)，可環(huán)保呢！”

　　創(chuàng)建“細(xì)胞工廠”

　　每1噸塑料需要消耗3噸石油，而我國每年消耗的塑料高達(dá)4000萬噸。當(dāng)化石能源走到盡頭，人類何以為繼？

　　從籌建伊始，利用現(xiàn)代生物技術(shù)創(chuàng)建“細(xì)胞工廠”，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石化資源的過度依賴，便成為中科院天津工業(yè)生物所的夢想。“創(chuàng)建細(xì)胞工廠，發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)”，中科院院長白春禮也對(duì)此作出明確指示。

　　簡單地說，這種“細(xì)胞工廠”的工作原理就是讓生物提供今天人類所必需的一切，即用秸稈、雜草甚至二氧化碳等原料制造人類所需的食品、醫(yī)藥、織物、材料、能源等。

　　“細(xì)胞工廠”的重要性不言而喻?？茖W(xué)家將生物細(xì)胞設(shè)計(jì)成一個(gè)“加工廠”，以細(xì)胞自身的代謝機(jī)能作為“生產(chǎn)流水線”，以酶作為催化劑，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)高效、定向的生產(chǎn)路線，并且通過基因技術(shù)強(qiáng)化有用的代謝途徑，從而將生物細(xì)胞改造成一個(gè)合格的產(chǎn)品“制造工廠”。

　　通過有效的設(shè)計(jì)，秸稈、木薯、海藻等生物質(zhì)原料，通過這些吃苦耐勞、兢兢業(yè)業(yè)的生物“細(xì)胞工廠”的作用，可轉(zhuǎn)變成戊二胺、丁二酸、己二酸、甲烷、乙醇等化學(xué)產(chǎn)品，為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)體系提供原料。

　　利用“細(xì)胞工廠”生產(chǎn)丁二酸、乳酸、丁二醇、二氧化碳聚酯中間體等，進(jìn)而合成PBS、聚甲基乙撐碳酸酯、聚乳酸等生物基高分子材料的過程，能耗低且廢棄物排放少。

　　京津冀的守護(hù)者

　　生物降解塑料PBS便是研究人員利用“細(xì)胞工廠”制造出來的成功代表。他們以秸稈為原料，成功創(chuàng)建出高效生產(chǎn)丁二酸的大腸桿菌“細(xì)胞工廠”，進(jìn)而生產(chǎn)出丁二酸可用于制造PBS。

　　天津工業(yè)生物所所長馬延和說，這種方法讓生產(chǎn)丁二酸的成本較現(xiàn)有的石油路線大幅降低，二氧化碳排放量下降94%，使未來PBS生物塑料的大規(guī)模推廣應(yīng)用成為可能。

　　同時(shí)，研究人員還實(shí)現(xiàn)了生物可降解塑料PLA重要單體化合物——D-乳酸的生物制造技術(shù)，并將在今年6月完成3000噸/年生產(chǎn)示范線的建設(shè)。與國外技術(shù)路線相比，其生產(chǎn)成本下降50%，將為PLA生物基可降解塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新機(jī)遇。

　　最近，天津工業(yè)生物所的科研人員在做一件事，即建設(shè)生物基材料制品應(yīng)用示范區(qū)。他們希望通過3年的時(shí)間，在天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)實(shí)現(xiàn)每年1000噸以上的生物基塑料制品替代一次性餐飲具、塑料購物袋等，替代率超過60%；在京津冀高鐵實(shí)現(xiàn)每年8000噸以上的生物基塑料制品替代一次性餐具等，替代率超過80%；并逐漸向?yàn)I海新區(qū)、天津市、京津冀區(qū)域推廣。

　　在這個(gè)過程中，馬延和說，他們將致力于突破生物基材料制品的生產(chǎn)成本、性能兩大技術(shù)瓶頸，促進(jìn)生物基材料的規(guī)模化生產(chǎn)。

　　守護(hù)京津冀，進(jìn)而守護(hù)全國，遠(yuǎn)離白色污染，這是天津工業(yè)生物所人服務(wù)天津、回報(bào)社會(huì)的目標(biāo)。

　　發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)任重道遠(yuǎn)

　　繼醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)之后，工業(yè)生物技術(shù)已成為國際生物技術(shù)發(fā)展的“第三次浪潮”。

　　據(jù)世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織預(yù)測，至2030年，35%的化學(xué)品和其他工業(yè)品將出自工業(yè)生物技術(shù)；生物技術(shù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益中，39%將來自工業(yè)生物技術(shù)的貢獻(xiàn)。

　　如今，世界主要經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國都把工業(yè)生物技術(shù)確定為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。2012年2月，歐盟委員會(huì)通過歐洲生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，加大與生物經(jīng)濟(jì)相關(guān)的研發(fā)和技術(shù)投資力度，增強(qiáng)生物經(jīng)濟(jì)的競爭力；2013年，歐盟“地平線2020”計(jì)劃啟動(dòng)。

　　與此同時(shí)，2014年4月，美國發(fā)布《生物學(xué)工業(yè)化路線圖》，規(guī)劃了生物基產(chǎn)品、生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的里程碑技術(shù)進(jìn)程。

　　而在我國，生物技術(shù)領(lǐng)域往往關(guān)注的是醫(yī)藥醫(yī)療、轉(zhuǎn)基因育種。工業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)缺乏，隊(duì)伍體量偏小，缺少有效的穩(wěn)定支持。

　　“面對(duì)歐美再工業(yè)化的戰(zhàn)略，面對(duì)我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重大需求，我國生物工業(yè)發(fā)展需要更多的扶持?！瘪R延和說。

　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2015-06-10 第4版 綜合)