“基于细胞生理与过程信息处理的工业发酵优化新技术”项目获国家科技进步奖二等奖
本报讯 (记者魏公铭)由华东理工大学、浙江升华拜克等单位共同完成的“基于细胞生理与过程信息处理的工业发酵优化新技术”项目，日前获得了2011年国家科技进步奖二等奖。该项成果有效解决了我国发酵行业面临严峻的缺少具有自主知识产权的产品中试、放大技术平台，应用推广范围小，产业化程度相对较低，原料的利用率较国际先进水平低10%—20%，产品回收率低5%—15%，而能耗高20%—30%等难题。
为缓解能源和资源短缺问题，人类社会发展业已步入生物经济时代。发酵工程便是生物技术产业化的核心技术之一，其在国民经济生产中正变得越来越重要，其应用领域已从传统的食品、医药拓展至化工、能源、环境、农业等。该项目组2007年开始承担建设上海研发公共服务平台下的“生物过程工程专业技术服务平台”，让这项新技术不仅能更好地发酵产品，也让企业的产业化效益 “发酵”、放大。
发酵过程优化与放大问题，一直是困扰发酵工作者的难题。何谓发酵工程?项目组负责人之一、华东理工大学张嗣良教授形象地解释：“发酵工程就是建立发酵罐，在其中加入适量需要的物质，让微生物在里面吃好喝好，然后指挥它们按照我们的要求产出我们所需要的产品。”而发酵过程优化与放大，就是要让微生物在几十吨的大规模发酵罐中，又快又好地产出所需产品。长期以来，人们研究发酵过程大多停留在反应器的宏观层面，采用的是静态操作方法，主要依靠人工经验反复摸索，效果差强人意。而项目组则是强化生物学与工程学相结合的研究，从细胞外深入到细胞内，以细胞生理特性分析与调控为核心，进一步发展了由宏观到微观的基于过程信息处理的发酵过程优化新方法，并形成了大型生物反应器流场特性与细胞生理代谢特性研究相结合的发酵过程放大技术。
项目组自主研发的用于生物反应器细胞生理代谢特性检测与分析的装备体系，为发酵过程的优化与放大提供了强有力的软硬件基础。其中，包括先进传感器集成、微型反应器及控制系统以及相关参数分析的计算机软件包。此外，为适应分散在不同实验室或异地工厂的发酵过程数据的同步实时分析需要，项目组还集成了用于发酵过程数据处理和远程分析的计算机互联网系统，使得多种分析仪器与执行装置的信息无缝对接，发酵过程数据实现同步实时共享。
据悉，截至目前，该项目成果累计申请专利18项，其中已授权6项，获国家软件著作权2项，发表SCI文章50篇，经专家鉴定，项目总体技术处于国际先进水平。该项目技术为发酵行业有关工厂和研究单位广泛应用，并成功推广到近20个发酵产品，2008—2010年的3年间，实现新增产值33.5亿元、新增利税11.7亿元以上、创汇8.2亿美元以上。业内专家指出，该项研究成果取得的突破，对推动行业结构调整和产业升级具有重要意义。
