据中国经济网2014年5月26日讯 在大卖场或者建材城，各式各样的商品琳琅满目，吃的食品药品，穿的衣服鞋帽，用的日用化妆品以及出行用的车辆燃油……只要支付相应的价钱，就能得到物质丰裕带来的享受。消费者往往视一切理所当然，却很少去考虑，生产这些商品的原料是什么，又是如何生产的，中间要经历怎样的转化过程？中科院生化工程国家重点实验室就是研究“转化”的国字号科研机构。近日记者走访了这家国家重点实验室，探寻其“转化”的过程之美。
　　满足国家重大需求
　　生化工程国家重点实验室所在的生化工程科研楼楼高六层，每层楼道两侧的墙壁上都挂有展板，展板上写着各课题组、各团队承担的科研项目，如生物制药工程、酶工程、生物能源工程、新型膜分离装备研制等等。
　　生物质炼制课题组组长是生化工程国家重点实验室副主任陈洪章，他领衔的团队在关键共性技术和研究方法等方面取得了系列成果。其中，与山东泽生生物科技有限公司合作建成的秸秆燃料乙醇清洁示范工程实现年产乙醇3000吨，联产木糖醇200吨以及有机肥3000吨，大大提升了我国生物质能源的工程技术水平。
　　从农业废弃物到燃料乙醇，是实验室在“转化”之路上写下的精彩一笔。精彩的背后是课题组全体科研人员的不懈追求。
　　其实，秸秆转化为燃料乙醇，并不容易，既要过技术关，还要过经济关。陈洪章说，纤维燃料乙醇生产迟迟不能走出低谷，主要在于传统方法只强调单一纤维素组分的利用，既造成环境污染，又造成资源浪费；套用传统技术导致原料预处理费用高，纤维素酶用量大、转化效率低，大大提高了乙醇生产成本。
　　“发展新一代生物质产业，需要考虑到生物质原料多组分、多功能、结构复杂的特点，不能单纯地进行化学、生物分解。”基于这样的认识，陈洪章领衔的课题组首次针对生物质原料在化学成分、结构组成、酶解及发酵性能上的不均一性，提出了选择性组分拆分―分层多级炼制的理论和技术体系。2010年，30万吨/年秸秆炼制线投产，成功实现了秸秆组分高值化、全利用的目标。
　　我国是农业大国，每年有农作物秸秆约7亿吨，甘蔗渣400多万吨，森林采伐加工纤维类剩余物1000多万吨，这都可以成为生物基产品的主要原料。陈洪章称：“鉴于我国人多地少的基本国情和世界性能源危机的严峻形势，发展纤维素资源转化利用技术，开发生物基能源、化学品和材料将对我国的资源安全问题提供强有力的保障。”
　　“面向国家能源、资源、医药等重大需求，从实际应用中提炼生化工程科学问题，突破产业化过程的技术瓶颈，这是实验室的根本定位。”生化工程国家重点实验室主任马光辉说。
　　突破产业化瓶颈
　　从秸秆到燃料乙醇，从矿石到各种制品，从原油到汽油及化工产品，当我们随心所欲地购买使用这些产品时，切身体验到了从原料到产品转化的神奇和美妙。
　　马光辉说，实验室就是研究以各种可利用资源，特别是生物质类可再生资源为原料，经过生化反应、分离和剂型三个过程，最终转化成为燃料、化学品、材料、药品、食品和其他日用品。
　　但转化的过程其实非常复杂。以生化反应为例，以生物酶为催化剂的生物加工过程具有反应条件温和、选择性高、效率高和能耗低的特点和突出优势，被认为是解决日益严重的环境污染、资源、能源短缺等问题的最佳策略。“但必须突破一些关键难点。”专门从事酶工程研究的生化工程国家重点实验室主任助理、副研究员张松平说。这些难点表现在，一是酶的价格比较昂贵，通常几毫克需要几千元钱，同时这些酶在体外应用环境中，非常容易失去活性，而且不便重复回收使用。二是生物催化过程应用中需要多个步骤才能完成，如何把催化每一个步骤的酶有效组合起来使其协同发挥作用？“实验室通过大量研究，设计和制备出了一些纳米尺度的材料，例如纳米颗粒、纳米纤维作为固定化酶的载体，并对其结构和表面性质进行调控，为酶提供了更加适宜的微环境。”张松平说。
　　反应完成之后，杂质与产物的分离也是一个很大难点。“膜特别是适合生物分离，可以在常温下操作，而且容易放大，但高性能膜还是靠国外进口。”生化工程国家重点实验室副主任万印华说。
　　在万印华主持下，实验室开发了一系列高性能分离膜，应用于生物、医药、海水淡化等行业。特别是氟材料加工过程中的废水处理已经产业化，有效降低了持久性污染物，形成效益达1个亿。
　　如何在分离过程中保持蛋白质和疫苗的活性，这是我国生物医药发展的一个瓶颈。实验室在苏志国研究员的主持下，通过研究层析介质和微环境，成功解决了这一难题。技术在多种生物大分子生产中获得应用。
　　实验室在反应、分离、剂型等三大基础研究领域的一系列突破，奠定了生化转化的技术基础，推动了生化产业的不断发展。
　　源于合作的力量
　　在实验室楼道展板上，一系列科研成果豁然入目。
　　2009年，由马光辉主持完成的尺寸均一、可控的乳液、微球和微囊的制备技术获国家技术发明奖二等奖。同一年，由陈洪章主持完成的真菌杀虫剂产业化及森林害虫持续控制技术获国家科技进步奖二等奖。
　　2012年，由陈洪章、李佐虎研究员发明的气相双动态固态发酵技术及其发酵装置获得第十四届中国专利金奖。
　　是什么造就了实验室的成就斐然，答案是源于团队和合作的力量。
　　2013年，实验室的王岚博士从候选者中脱颖而出，荣获首届“闵恩泽能源化工奖”青年进步奖。翻看青年进步奖提名书不难发现，王岚自2004年攻读硕士学位以来一直从事生物质半纤维素降解与发酵丁醇的研究，是团队合作让她逐渐成长为该领域青年科研人员中的佼佼者。王岚自己也说：“我取得的成绩离不开团队其他成员的无私帮助，离不开实验室为青年职工搭建的成长成才平台。”
　　张松平对此深有感触地说，通过团队合作，成长得更快一些。“我一直是做酶的，生物催化工程在国内发展比较慢，通过与苏志国主持的疫苗大分子项目合作，共同承担一些课题，对我更好地与企业接触，了解企业想法和合作方的想法，大有裨益。”
　　同时，实验室注重青年科研骨干和研究生的综合素质的培养，尤其注重创新精神和创新能力培养，通过青年基金、科技创新专项等方式充分发挥他们在科技创新和实验室建设中的生力军作用；通过学术沙龙、科研论坛和与国外科研机构合作等多种方式不断提高青年人才的创新能力。近5年来，实验室接待进行短期培训和客座研究的人员超过1000人，出国参与科研项目的研究生和青年人才共计160余人次。同时，在实验室的支持下，研究生在多个创业大赛和国际学术会议上获得了优异成绩。
　　人才兴，则科技兴。如今，实验室建设起了一支年轻、高水平的学术队伍，这支队伍让实验室在生化转化的道路上奋马扬鞭。