生化过程研究部

　　2022年度绿色生化过程研究部在基础和应用研究方面均有重要进展，发表SCI论文61篇，获得中国发明专利11项，申请中国发明专利30项。承担国家重点研发计划、省重大专项、国家自然科学基金等项目30余项，横向项目17项。

　　重点进展一：光化学促进生物合成中辅酶和氧化还原平衡

　　辅酶和氧化还原 (NAD(P)+/NAD(P)H) 的平衡是决定生物合成效率的关键因素之一。针对生物合成过程中存在的辅酶和氧化还原平衡难题，探索了通过辅酶工程促进氧化还原平衡和生物合成的策略，分析了细胞外酶促转化、细胞内基因工程、光化学法、电化学法等在生物合成中的应用（Trends. Microbiol.，2022，30, 318）。通过微生物辅酶工程，提高了利用二氧化碳合成生物可降解材料，以及利用可发酵糖合成化学品的效率 （Appl. Environ. Microbiol.，2022，88, e01458-21）。

图1 光化学促进生物合成中氧化还原平衡

　　重点进展二：建成万吨级膜法绿色制糖工业生产线

　　提出了“多重界面聚合原位修补”新策略，阐明污染层重构和分解新机制，利用漆酶催化天然色素聚合将孔堵污染转化为亲水涂层，利用葡萄糖氧化酶催化原位提供双氧水并调控芬顿反应微环境，突破了抗污染纳滤膜材料制备、酶催化预处理、生物-化学级联膜清洗等关键技术，解决了膜法制糖工艺中膜污染严重和膜清洗难的技术瓶颈，从而实现万吨级工业装置的连续运行，形成了具有自主知识产权的独有技术体系，支撑我国制糖业可持续发展（ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 36132, ZL202010103962.5, CN202210657981.1）。

图2 万吨级膜法绿色制糖工业装置实现连续运行

　　重点进展三：建成千平米级软体板式光生物反应器系统示范

　　从提高光效和降低成本两方面出发，突破了结构优化、低成本材料改性、结构增强、批量制造等关键技术，成功开发了高光效、低成本的微藻培养用软体板式光生物反应器，实现了稳定运行和光生物反应器的批量制造，成本可降低80%以上，正在开展5000m2规模应用示范。

图3 千平米级软体板式光生物反应器系统示范