生物技术新进展：植物药物、蛋白质发酵与更环保的制造

研究人员报告了可持续生物技术的多项进展，包括一种从两种有毒植物中重现药用化合物的方法、一种去除植物蛋白异味的两步发酵工艺，以及证明混合型生物制药生产工厂是降低碳足迹“最佳点”的证据。

第一项发现以乌头和飞燕草为研究对象，来自密歇根州立大学和捷克科学院科学家的合作成果，发表在《Molecular Plant》期刊上。这些植物在极小剂量下会导致神经毒性和瘫痪，但也以对抗疼痛、疟疾、癌症和害虫而闻名。研究人员首次确定了这些植物产生二萜生物碱（一类有毒但前景广阔的化学物质）的生物合成途径。通过将基因蓝图插入烟草植物，他们发现了六种独特的酶，成功生成了二萜生物碱 atisinium，帮助其折叠成复杂的最终形状，并促进氮源的添加。尽管相关化合物乌头碱(aconitine)在近200年前就被分离出来，但至今仍未被成功地实验室合成。这一发现最终可能有助于以这些天然产物为灵感开发新药。

在发表在《Foods》期刊上的另一项研究中，研究人员开发了一种两步发酵工艺，以去除植物蛋白中的难闻气味。该方法去除了95%至99%的关键气味，在所有测试蛋白质上的表现显著优于单步发酵。第一步使用有益细菌植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)；第二步使用含有以产生和调节理想香气而闻名的细菌的传统酸奶培养物。该方法应用于八种植物蛋白：9%大豆、豌豆、鹰嘴豆、绿豆、蚕豆、大米、大麦-大米和大麻。添加阿卢糖(allulose)增强了植物乳杆菌的活性，草莓蜜饯有助于酸奶细菌的生长，而果胶、黄原胶和油等非发酵添加剂仅产生微小影响。

另外，一项比较生物制药生产设施环境影响的研究发现，结合不锈钢和一次性技术的混合设施具有最低的碳足迹。在2,000升规模下，单次一次性运行每批次在塑料和包装废物中产生多达6.5吨二氧化碳当量(CO2e)，而混合设施使用的塑料不到一半，材料相关碳足迹降低了62%，排放降至每批次2.8吨二氧化碳当量。该分析使用基于市场的排放核算数据，并指出一次性系统的二氧化碳足迹显著高于先前预期，而关键的不锈钢工艺步骤现在的碳足迹可能低于其一次性同类产品。研究人员建议，在缓冲液和培养基制备等简单、大批量操作中保留不锈钢，同时在生物反应器等复杂、灵活的核心工艺中继续使用一次性技术。