上周，美国能源部布鲁克海文国家实验室的一个研究小组发现了一种酶，可以将杨树转化为工业化学成分对羟基苯甲酸的来源。这一发现与研究人员寻求用有机替代品取代现有石化产品的新兴趋势相结合——不断上升，以满足不断增长的投资者和公众对可持续供应链的需求。
长期以来，植物生物质一直被视为创造可再生生物基材料(包括生物燃料和高价值化学品)的潜在宝贵资源。科学家们花了数年时间研究如何以可持续(但仍然具有成本效益)的方式分解材料，但直到最近他们才开始收获他们的工作成果。随着生物制造行业的不断扩张，需要这些创新的解决方案来实现循环经济的希望。
木质素的力量
Brookhaven 最近的研究发现了一种制造对羟基苯甲酸的新方法——一种用于从树脂到染料和对羟基苯甲酸酯的各种化学品。虽然通常由石化产品制成，但最新研究表明，它可以从杨树生物质中发现的木质素中提取。
木质素是一种复杂的植物衍生聚合物，是赋予植物结构完整性和强度的物质。作为一种强而天然的粘合材料，它是仅次于纤维素的第二大可再生碳来源，因此作为生物经济材料具有巨大的潜力，最近的“全球木质素工业”报告发现木质素市场将达到 11 亿美元到 2027 年的价值。
虽然历史证明它很难分解，但新兴的酶技术正在努力应对挑战——提高材料的商业可行性和价值。布鲁克海文就是这样一个项目。
Brookhaven 的植物生物化学家Chang-Jun Liu 说：“我们已经确定了一种负责合成和积累木质素中对羟基苯甲酸酯的关键酶，木质素是构成植物细胞结构支撑的三种主要聚合物之一。”论文的主要作者。“这一发现可能使我们能够设计植物在它们的细胞壁中积累更多的这种化学成分，从而有可能为生物质增加价值。”
成功操纵这种酶为许多应用打开了大门，包括生物燃料生产、木材耐用性以及该团队说的“长期碳封存”。
“P羟基苯甲酸是一种多用途的化学原料。它可以作为制造液晶的基石、尼龙树脂的增塑剂、热敏纸的敏化剂以及制造对羟基苯甲酸酯、染料和颜料的原材料，”刘补充道。
木质素已经在其他地方被利用——最著名的是芬兰公司斯道拉恩索用于生产其碳基电池。该公司正在用木质素中的硬碳代替锂离子电池中的石墨碳，其试点工厂于今年 7 月开始运营。据制造商称，该材料可应用于许多行业，如汽车、建筑和塑料——每个行业对可持续性的需求不断增长，预计将推动木质素行业的增长。
带来可持续的解决方案
将植物生物质投入商业使用的努力在整个化学制造行业的项目中得到了呼应——仅在过去的一周里，该行业就取得了重大进展。
坎皮纳斯州立大学 (UNICAMP) 的巴西研究人员发现，一种在亚马逊真菌中发现的新型酶也能够分解生物量。预计这一发现将加速利用甘蔗废料生产生物燃料——以低成本和大规模生产酶来应对以前在生产第二代乙醇时遇到的挑战。
在澳大利亚，墨尔本莫纳什大学的一个团队正在研究重新利用制造过程中产生的污染副产品，例如甲烷和二氧化碳。针对这些有害排放物，研究人员正在寻求捕获副产品并将其重新用于新的应用，例如疫苗接种、蛋白质补充剂、清洁剂和塑料。
不仅在技术领域取得了进步，而且在围绕研究和开发这些创新解决方案的框架中也取得了进步。
上周，加利福尼亚生物技术公司 Bota Bio 宣布已在其 B 轮融资中筹集了 1 亿美元，用于扩展其生物制造平台。该平台——被称为“博塔高速公路”——旨在帮助酶的开发和进化，该公司称这将有助于实现“清洁高效的生物制造”。
“大多数传统制造业都伴随着高昂的环境成本。我们正在构建 Bota Bio 以创新解决方案，帮助所有行业的制造商利用生物学的力量，使用可持续工艺加速高性能产品的设计和规模化，” Bota Bio 联合创始人 Cheryl Cui 在一份新闻稿中说.
红杉资本中国创始和管理合伙人沉南鹏补充说：“博塔生物正在迅速大规模提供生物基和生物生产的产品，以用生物生产的可持续替代品取代化石燃料的能源密集型产品和工艺。”
对可持续性需求的新爆发意味着，随着创新者转向自然解决方案来满足我们的加工需求，此类故事只会继续下去。事实上，这是一个潜在的非常有利可图的市场。2020 年世界经济论坛的一份报告发现，到 2030 年底，生物工程解决方案可以产生 10 万亿美元的价值。有了正确的结构，将化学制造业转变为更清洁的未来可能会在我们的视野中快速接近，并且在公众和投资者等压力下，制造商必然将目光投向更环保、更可持续的解决方案。
