维生素B5实现绿色生物制造

维生素B5是人体必需的维生素之一，被广泛应用于医药、饲料、食品、保健等领域。目前，维生素B5主要通过化学—酶法生产，但采用这种方法会产生大量含氰废水。随着人们对环保的重视，人们将目光转向维生素B5系列产品的生物制造。

在2024中国生物制造大会上，首次发布了“2024生物制造产业化十大优秀案例”。安徽华恒生物科技股份有限公司（以下简称“华恒生物”）的“维生素B5系列产品的生物制造”成功入选。

化学合成存在环境污染

华恒生物事业部高级总监张学虎介绍，维生素B5在人体和动物体内主要以辅酶的形式参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢，是机体维持正常生理机能不可缺少的微量物质。记者在采访中了解到，由于部分人群存在饮食不均衡问题，婴幼儿等特定群体难以通过日常饮食充分摄取维生素B5，因此在食品、医药等多个领域，已经推出了多款维生素B5相关产品。

养殖动物缺乏维生素B5会出现多种生长和健康问题，包括生长速度放缓、体重减轻、皮肤及黏膜损伤、神经系统紊乱、胃肠失调、肾上腺功能缺陷、行走困难等。鉴于此，维生素B5作为重要的饲料添加剂，已被广泛应用于家禽、猪、鱼类等动物的饲料中。

华恒生物研究院副院长刘树蓬告诉记者，目前，工业上主要通过D-泛解酸内酯和β-丙氨酸化学合成维生素B5。

“从植物或者其他富含维生素B5的来源中，用化学溶剂等来提取维生素B5，在生产成本、质量控制和供应稳定性方面不具有优势。同时，考虑到化学合成法对环境的潜在影响等问题，发展维生素B5的生物合成技术具有重要意义。”华恒生物事业部高级总监张千子说。

千吨级生产线实现产业化应用

“公司在核心菌种、发酵工艺、分离提取等方面布局了一系列自主知识产权，至今已申请包括PCT国际专利在内的发明专利20项，其中3项已获授权。”刘树蓬说。

记者了解到，华恒生物研发的维生素B5系列产品生物制造技术，实现了以可再生生物质碳源发酵生产D-泛解酸，从而推动了维生素B5系列产品的生物制造进程。生物发酵获得的D-泛解酸具有原料可再生、环境友好、物质能量利用率高等优势。

在刘树蓬看来，尽管D-泛解酸的生物合成具有巨大潜力，但目前仍面临合成途径复杂、关键酶元件催化活性不足等挑战，导致生物合成的D-泛解酸在产量、转化率等指标上尚不能满足产业化要求。

华恒生物董事长兼总裁郭恒华介绍，目前从D-泛解酸到维生素B5、泛醇等系列产品的生物合成路线已打通，但反应效率还需进一步提升，从而降低生产成本，实现以生物法替代化学合成法制备维生素B5。

郭恒华说，公司通过产学研合作，借助合成生物学技术，获得一株高效生产D-泛解酸的工程菌，建成千吨级生产线，并成功实施产业化应用。

在降低生产成本方面，郭恒华介绍，公司将通过AI模型指导、高通量筛选、基因组重构、代谢网络优化等技术，在核心菌种优化环节获得更高效的关键酶元件和人工调控元件。这将有助于优化D-泛解酸生物合成系统，提升核心菌种的技术竞争力。郭恒华表示，未来，华恒生物将以生产成本和生态效益的双重优势，实现低碳、环保、高效的维生素B5系列产品生物制造。

来源：科技日报