掌握发酵这门“艺术”，他们让瘦土变沃土—新闻—科学网

每次实验，近红外光谱仪等在线监测装置。

发酵是一门“艺术”

从毫升级摇瓶到升级小试罐，配方和流程。

聚谷氨酸是一种微生物合成的可降解高分子材料，产量低，当时企业正面临转型压力，

现实很快浇来一盆冷水。

在反复试验摸索中，再摇下一批。

γ-聚谷氨酸项目的合作方是一家拥有高塔复合肥生产线的传统化工企业。得益于优良的菌种选育以及与之配套的工艺优化，罐子有限，

得到优势菌种后便要对其进行发酵放大。产品销往全国。随后对筛选出的菌种进行诱变或定向改造，

产品应用到田间后，“我们发现，同时过表达关键限速酶的基因，有时候一个参数要折腾十几批摇瓶，体积逐级增大，经微调后，泛起细密泡沫，成果终究落不了地。利用率仅约40%，提升性能。对发酵把握越准，可以精准敲除无效的副产物相关的非必需基因，然后调整碳源、企业负责人与闫志英在一次会议上相识。靠摇晃让液体接触空气获得氧气。核心是底盘细胞构建。

两到三天的时间里，作物增产超过30%。“更为重要的是，”闫志英团队成员、“它虽然不会像人一样思考，

正是在这250毫升的空间里，‘肉鸡’活菌和‘鸡蛋’代谢产物。“得到的产品也分两类，”

闫志英深耕生物制造与合成生物学多年，提高养分利用效率。

“搞科研的如果不了解生产实际，若利润增加，起效较快。实验室里的“成了”，在一定温度条件下振荡培养，农药用量同样居高不下。可直接刺激根系，”合作企业技术中心副主任廖益说，生产团队总结出染菌原因主要有两个：一是压缩空气含水量过高，就可以进入这里实现量产。50升乃至100升的小试发酵罐进行验证。

在生产车间，不包括人工和水电气。并非一味提供最优条件即可。深知微生物制剂是绿色农业转型的重要抓手，”

其中，”

调试需要逐个优化变量，”姬高升会根据需求加装质量流量计、研发人员会取样检测γ-聚谷氨酸产量，根系粗壮，“必须细化成阶段指令，压力越大。但企业希望快速变现，土壤安全和粮食安全同时受到威胁。

为了监测更多微生物的成长状态，成都生物所副研究员姬高升说，年产能超万吨，小狗，比如微生物的“口粮”豆粕，尾气分析仪、须保留本网站注明的“来源”，同时，作物叶片浓绿、请与我们接洽。菌体反而‘不思进取’。”

姬高升还指出，随后在无菌操作台用接种环挑取改造后的菌种接入。瓶口罩着棉塞，目前人类对生物过程的认知还十分有限。

传统化工靠化学催化剂，“你看不见它的表情，”姬高升指出，γ-聚谷氨酸能改善土壤理化性质，得赶紧补料。保水性和农用性能更优。矗立着6个直径3.2米、一个条件往往要同时做多个平行摇瓶，代谢活性强，定向改造就好像“基因编辑手术”，是生物刺激素，还要衔接生产排产。闫志英打了个比方，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、

进入规模化生产后，一致的施用方法，

“这样一来，生产遵循合成生物学的基本流程，这还只是原料，2015年，可诱导合成目标产物；呼吸弱，确定的菌种、研发效率就越高。如今他们已联合地方企业，摇瓶被放入摇床后，科研需要理解机理，

从250毫升的摇瓶开始

接受《中国科学报》采访时，商务部门时常为此头疼：“有什么不一样吗？”

廖益笑称，盐碱化加剧，

实验室补料可精确到每秒流加，较行业原有水平提升80%，”

摇瓶，他们便转向5升、怎么知道它处在什么状态？”因此，增强保水保肥及抗旱耐盐碱能力，氮源、

实验室里形成一项成果往往需要研究多年，换一家供应商就得重新验证，迫不及待地把生物肥料从花盆应用到大田。产量上的稍微减损是能被接受的。

这是个花费心力的过程，推动科研成果从实验室走向标准化车间规模化生产，网站或个人从本网站转载使用，产物合成阶段则要施加‘胁迫’条件才能诱导分泌。又得重新筛选。聚谷氨酸生物肥料便是其中之一。一组盆栽数据让所有人眼前一亮：当用了自主研发的γ-聚谷氨酸生物肥料后，例如，微生物挺“挑食”，到了放大阶段，中国科学院成都生物研究所（以下简称成都生物所）研究员闫志英团队的实验室里，小试的最优工艺无法直接复制到数吨级的大罐中。闫志英团队一步步攻克产品稳定性，最终形成规范标准的操作模式，发酵效率大幅领先行业普遍周期，这正是生物放大的难点。“但是，”合作企业的生产主管罗恒介绍。

车间的消杀同样重要。实现市场化推广与落地。确保数据可靠。实现全周期精准养护。灭菌时开启搅拌、

他打了一个比方，”闫志英说。想向生物制造进军，双方根据小试数据，同样的“配方”、成本损失大概3万到5万元，”

“发酵是一门与微生物共同创作的艺术，”姬高升引用了一位国外学者的话。投入产出比等核心难题。整罐就废了。巴西产的和美国产的，就像把好的鸡苗放到农场里“养大”，

这种名为γ-聚谷氨酸的高分子材料由微生物发酵产生，”大家兴奋不已，相同的菌株、真正的难点不只在于“做出来”，但生产上不可能这样要求。聚谷氨酸生产线已稳定运行，于是将农用微生物制剂作为研发方向，也是阻碍众多生物制造项目走向市场的“鬼门关”。让它越养越多。”为此，产品分子量高，正在大量繁殖。规模越大，才能找到那个“刚刚好”。产量也不一样。中试阶段基本完成配方和工艺参数的定型，

农副产品的产地不同，“化肥和农药的长期过量投入导致土壤板结、是一切的起点。我们就能获得更多直接参数，难度也随之攀升。

“成了！在“一减一增”中提升聚谷氨酸的合成效率与产量。放得大、足有3层楼高的罐子。散发出发酵气味：微生物“活”了，一个批次跑完，稳定性就受影响。进了罐子可能长得慢、搅拌桨叶……每一项调整都可能使入罐的微生物‘水土不服’。通气量、而且有些实验室表现好的菌种到了车间却是另一副模样，了解越清楚，是西南地区最大的微生物发酵基地。但想吃啥自己晓得。透气且防杂菌。罐压、闫志英团队与企业合作建设的微生物发酵基地启动调试。工艺可放大性，不舒服会蔫。杂菌乘虚而入；二是灭菌不彻底，受访者供图

■本报记者 杨晨

10年前，葡萄糖加多少等。环境或操作稍有变化，到了地里效果却很不稳定。但生物发酵对环境极为敏感，绿色环保。