本文來自35斗公眾號，作者孟星。
2021年，史上最嚴「限塑令」正式在全國推行，一次性不可降解塑料吸管、不可降解塑料包裝等均被明確禁止使用。餐飲行業急需一種替代石油基塑料的解決方案。
然而，目前生物塑料依舊是市場中的小眾之選。每年全球所生產的3億噸塑料製品中，生物塑料所占份額不足1%。不過，據歐洲生物塑料協會（European Bioplastics）的市場數據顯示，這一數字有望在未來幾年飆升。華安證券指出，我國此次推動的全國範圍內的禁塑政策將拉動可降解塑料國內需求穩步增長。到2025年，預計我國可降解塑料需求量為238萬噸，市場規模可達477億元；到2030年，預計需求量為428萬噸，市場規模可達855億元。我們在《農業食品大航海時代：你需要一份藏寶圖》報告中梳理了新材料行業的企業，其中僅排名前6名的企業就獲得了45億美元融資，其市場前景不言而喻。
近日，35斗採訪了「微構工場」的副總裁、聯合創始人蘭宇軒，他為我們講述了生物材料PHA的解決方案及目前的應用場景。
圖：微構工場聯合創始人蘭宇軒
一、一年融資3億，紅杉資本追加兩輪投資
「微構工場」成立於2021年2月，是一家擁有世界領先技術的合成生物企業，致力於用微生物技術為人們帶來更美好的綠色生活。依託超過30年的深厚技術積累，「微構工場」創新地探索著合成生物學的技術前沿，搭建全新一代生物智能創生引擎，產品矩陣包括PHA（聚羥基脂肪酸酯）、3-羥基丙酸、類胡蘿蔔素、賴氨酸和戊二胺、蘇氨酸等，可廣泛應用於快速消費、醫療臨床、化妝、紡織等領域。
「微構工場」成立不到半年，即獲紅杉種子基金領投的近5000萬元天使輪融資。隨即，又獲得混改基金領投的2.5億融資，融資總額近3億元人民幣。下表是「微構工場」兩輪融資情況。
圖：一年內獲3億融資
「微構工場」聯合創始人蘭宇軒，本科就讀於清華大學生命科學學院，當時的畢業論文導師就是清華大學陳國強教授。後赴加州大學伯克利分校攻讀生物工程專業，當時的課程中一半是生物工程，一半是哈斯商學院的聯合課程，這為他以後創業提供了來自生物學和商業兩種背景的訓練。後來還曾到史丹福大學做研究訪問學者。
「微構工場」的創始人、首席科學家陳國強教授是清華大學合成與系統生物學中心主任。他從博士時期便開始做 PHA 相關研究，30 餘年的經驗積累使他對合成生物技術以及 PHA 的工藝都非常熟悉，並且也申請了一系列的專利，這正是公司核心之所在。依託陳國強團隊開發的低碳環保 「下一代工業生物技術」 體系，「微構工場」可以合成 30 余種不同性能的 PHA 材料，以滿足不同應用的需求。由史丹福大學John P.A.Ioannidis教授團隊與Elsevier旗下Mendeley Data發布的 《全球前2%頂尖科學家榜單2020-中國（年度影響力TOP200）》 中， 陳國強教授在生物技術領域國內排名第一。
圖：微構工場創始人、首席科學家陳國強教授
「下一代工業生物技術」（Next Generation Industrial Biotechnology, NGIB）是陳國強教授首先提出並發展完善的一種低成本生物製造技術，其核心是利用生長在特殊環境中的極端微生物，如嗜鹽菌、嗜酸菌、嗜鹼菌、嗜冷菌、嗜熱菌等作為底盤細胞建立開放、無滅菌的連續發酵生產體系。該理論提出的背景是突破現有生產工藝的瓶頸，主流的生產方式包括化工、傳統生物發酵等，存在易燃易爆、效率低、污染大、失敗率高、成本高等問題。「下一代工業生物技術」希望將傳統的化工、生物發酵方式的優勢結合在一起，同時摒棄兩者的問題，將生物技術提高到一個新的境界。
具體而言，採用了全新的底盤細菌，該細菌是團隊在新疆艾丁湖中發現的極端微生物，與一般微生物不同，它在具有一定滲透壓鹼性環境下生存，所以沒有染菌的風險。因此，在工業發酵過程中最大的優勢是不需要滅菌，這系統性解決了滅菌過程中的耗能高和操作複雜的問題。同時，這一新型底盤細菌適宜高密度培養，可以使發酵產物的濃度大幅提高。未來，這一新型底盤細胞將在越來越多的領域取代傳統底盤細胞，成為最重要的工業生物技術底盤之一。
二、將清華大學科研成果轉化為商業化運營產品，從實驗室到市場有多遠？
「微構工場」的第一個拳頭產品是PHA（聚羥基脂肪酸酯），是一種生物可降解材料，可以被用於消費、醫療、化妝、紡織、農業等各種場景，高端應用包括心臟支架、血管支架等醫用材料，PHA構成的微球可以用來容納並培養幹細胞，微球可在一年內降解，而降解產物可以幫助細胞生長；中端應用包括咖啡膠囊、食品包裝薄膜、包裝袋等，低端應用包括塑料袋、農膜、餐具等。
圖：PHA產品的應用場景
以吸管為例，「微構工場」正在和大型的乳製品企業合作，幫助他們替換掉原本使用的不可降解吸管。相比傳統吸管，PHA吸管有兩個優勢：一是相比石油基塑料、PLA材料等，全生產過程中碳排放量少；二是降解性能好，PHA吸管可以完全被土壤、海水等降解，可以直接遺棄到自然環境中。
與一些不進行可循環的傳統塑料產品相比，PHA 最大的優勢是，其生產底物都是可以循環的碳源（例如澱粉糖、餐廚垃圾處理物、秸稈水解糖等）。並且，PHA 的整個聚合過程是生物聚合而非化學聚合，顯著地減少了生產過程的碳排放。PHA產品具有性能更優、可靠性更高、成本更低等優勢，是真正意義上的消費級可降解產品。
將技術從實驗室遷移到市場並不容易。蘭宇軒認為，實驗室是驗證概念、進行可行性研究的地方，而產業化的過程實際上是將技術體系放大的過程。在產業化之前，團隊已經在清華大學的實驗室紮根了10多年，從小試到中試、再到量產，成功將實驗室里的成果規模化。這一過程，伴隨著上游菌株的疊代，工藝的優化。在產品達到一定的生產能力後，才開始積極的探索下游的應用市場。
實驗室和市場是不同的語境，當技術被遷移到市場時，「微構工場」團隊也開始更加關注成本問題。
成本是市場關心的問題之一，蘭宇軒告訴35斗，「微構工場」的成本在同等規模下比其他PHA公司低30%-50%，這是由於底層技術和菌株下游生產能力較強。但是目前仍然處於初期階段，尚未達到規模效應。團隊正在探索將餐廚垃圾作為PHA發酵生產的原料，減少對更為昂貴的葡萄糖的依賴，2021年3月，「微構工場」和諾維信合作開啟餐廚合成PHA研發，將利用諾維信豐富的酶製劑資源，推動PHA產業化。
三、多家企業拋來合作橄欖枝，PHA是終極解決方案嗎？
PHA材料是塑料的終極解決方案嗎？蘭宇軒認為，任何一種塑料或材料都不會成為終極的解決方案，因為不同材料有不同應用場景，但是PHA作為一個有廣泛的分子單體的、可擴展的性能的材料，會在很多領域產生影響。
PHA是一個很大的家族，單體就有150多種，可以通過調節單體及單體的比例來滿足不同場景的需求，比如需要一定剛性的吸管，需要成膜性、韌性強的農膜等。蘭宇軒認為，「PHA是一個有望對眾多塑料場景進行替換的大家族聚合物。」
蘭宇軒向我們透露，目前正在和一些企業合作研發食品包裝新材料，希望能共同將PHA材料的性能和應用場景建立起來。等量產線完工後，市面上會出現更多生物塑料的產品。
目前正在建設年產一千噸的工廠，預計今年6月投產。未來將擴展到萬噸線，屆時「微構工場」的生產成本將低於市面上主流可降解塑料。
「微構工場」已經和不少企業簽訂了合作，共同開發更加綠色、可持續的解決方案。通過對下游應用場景的建立，逐步打開國內外市場，為將來大規模的生產和銷售奠定基礎。未來將邀請更多企業，共同開發生物材料的應用場景。
「微構工場」未來將在三個方向發力：一是擴展PHA單品的產能，目標是做質量最好、種類最多、產能最大的PHA企業；二是立足第一個拳頭產品PHA開發一系列產品；三是探索更多高附加值產品，比如化妝品中的活性成分。未來，微構將不斷推動高新合成生物技術與智能自動化的結合，探索生命未來、打造綠色基底，推動生物工業革命的全面落地。
（圖源：受訪者）