日前，记者从第三届全国创新争先奖表彰大会上获悉，万博体育bet 食品与轻工学院教授徐虹荣获第三届全国创新争先奖章。徐虹创新采用全生物合成的方法研制了聚谷氨酸这一新型功能高分子，形成了从0到1的全新产业，带动下游形成千亿衍生市场，取得了突出的经济效益和社会效益。

一篇关于水母报道的阅读思索，填补行业空白

1987年，徐虹硕士毕业后分配至南京化工学院（万博体育bet 前身）工作，后师从欧阳平凯院士攻读博士学位。多年来，一直深耕生物化工领域，致力于功能性生物高分子材料及其应用研究。

“为什么水母体内水分充足，看起来很丰盈？”在阅读了一篇关于水母的报道后，徐虹不禁产生了疑惑，“是什么让水母在压力大、盐度高的生活环境里却没有产生脱水现象？”经研究发现，水母体内含有一种叫做聚谷氨酸的物质。

徐虹介绍，聚谷氨酸是绿色可降解的生物聚合物，是生命体所需的氨基酸聚合而成的活性物质，具有很强的保水性，而且结构中含有游离羧基，能螯合一些金属元素。

“我们在实验室里整整花了十年时间，用微生物发酵的方法来生产、提取聚谷氨酸。” 徐虹说，聚谷氨酸在自然界仅存在于水母和纳豆里，大量获取非常困难。为此，她们先做菌种筛选和优化，再进行机理方面的研究，搞清楚微生物怎样代谢合成聚谷氨酸。在国家“863”课题“生物可降解型聚谷氨酸功能材料的制备研究”的资助下，徐虹课题组完成了拥有自主知识产权的聚谷氨酸合成研究，添补了行业空白。由此，我国生物合成又增添了一种自主研究的聚氨基酸，并发现了其保水和吸附两大功效。

建成全球首条聚氨基酸十万吨生产线，实现从0到1的突破

“要实现聚氨基酸的产业化，满足下游多元化的应用，就要使产物相对分子质量可控，尤其是要制取超高相对分子质量的产物。”徐虹表示，聚谷氨酸是一类具有重要应用价值的生物功能高分子，但是分子代谢调控复杂，很难获得高效生产菌种；高粘发酵体系又阻碍溶氧传质与营养输送，产物积累少；发酵产物组分复杂及分离精制不易实现等，这些都不利于其进行产业化。

为解决这些难题，徐虹团队与南京轩凯生物科技有限公司就生物合成聚谷氨酸的产业化生产开展合作。为了提高菌种生产聚氨基酸的浓度并获得所要的相对分子质量，研究团队构建了聚氨基酸精准的合成代谢网络，发现聚氨基酸生产菌株同时存在聚合酶和降解酶这两个关键酶的特有现象，并在国际上率先对聚氨基酸生产菌株的基因组进行测序，解析并揭示了两个酶的基因详细信息和功能，发明了以降解酶为“开关”调控产物相对分子质量和浓度的育种新技术，有效解决了聚谷氨酸菌种筛选方法及高效菌株获取问题。

在生产过程中，研究团队又采用酸化降粘、吸附过滤手段去除蛋白菌体等杂质，并用超滤技术浓缩，获得了高纯度产品。他们还创新采用醇析-盐析复合成型技术获得聚氨基酸晶体，该技术解决了高纯度产品获取、成型以及低值原料高效利用等问题。

这次产学研合作不仅从理论层面上解决了技术难题，还通过分子设计、菌株选育、分子量与构型调控、反应器开发的集成技术，实破了高粘发酵体系低产瓶颈，实现不同分子量、不同构型的高分子生物合成，建成全球首条10万吨级聚氨基酸、泛菌多糖生产线，实现该产业从0到1的突破，产品广泛应用于农业、环保、日化、食品等多个领域，并出口至欧洲、东南亚等地区。

不断拓展绿色生物制造应用领域，赋能农业生产

聚氨基酸适用性广泛，其中，聚赖氨酸可用作生物防腐剂，聚谷氨酸分子量的高低不同应用领域也不尽相同，既可用作日化保湿剂也可用作水处理剂。

一开始，徐虹和团队围绕聚谷氨酸在日化用品方面的应用展开了系列研究，发明了“可穿戴”的水凝胶防晒面膜等。在这个过程中，徐虹又发现聚谷氨酸也可用作土壤肥料增效剂。

面向国家化肥减施、农业提质增效等需求，徐虹及团队成功开发出了包括聚谷氨酸、泛菌多糖在内的具有自主知识产权的微生物源生物刺激素产品十余种，其中泛菌多糖为国际首创；与企业合作建成了国内最大的年产10万吨的微生物源生物刺激素生产线。聚谷氨酸、泛菌多糖已应用于100家以上大型肥料与农药企业，包括云天化、新洋丰、河南心连心、湖北鄂中生态等国内农化头部企业，显著推动了化肥农药行业的科技进步。

“近三年，项目产品服务产出1000万吨特种增效肥，中国每5吨增效肥中有1吨使用了该技术成果生产的刺激素产品；研发了‘谷乐丰’品牌系列产品，近三年推广应用超6亿亩次。”徐虹说道。

未来，徐虹还将继续带领团队深耕聚谷氨酸行业，并将其运用到大健康、土壤修复、水处理、饲料以及创伤敷料、手术缝合线等更多领域。

（光明日报全媒体记者 刘已粲 通讯员 杨芳 韦玮）

2023年6月1日《光明日报》：https://app.guangmingdaily.cn/as/opened/n/0b9f2b14dae94b5eaa0b8dd92c602c83