細菌纖維素初創A輪融資四百四十萬美元，計劃擴大其世界首個生物制造設施

纖維素是有葡萄糖基重復單元形成的一種天然多糖。根據 以往生活常識，我們一般認為像麥麩、玉米、糙米、大豆、燕麥 、蕎麥和一些蔬菜里才含有纖維素。殊不知，其實一些微生物里也會產生纖維素。

1886年A.J.Brown就發布了木醋桿菌能夠合成胞外凝膠狀物質的報告，但由于技術條件的限制，該物質一直未得到重視，這種物質后來被證實為細菌纖維素。

細菌纖維素是由細菌合成的天然生物材料，它具有纖維素納米纖維編織的三維網狀網絡的獨特結構，有著優異的機械性能 、高保水能力和出色的懸浮穩定性。它還具有純度高、結晶度高 、生物相容性和生物降解性好等特點。常被應用于食品、個人護理、日用化工、生物醫藥、紡織、復合樹脂等領域。

細菌纖維素可由葡糖醋桿菌屬、氣桿菌屬、根瘤菌屬、肉毒桿菌屬、固氮菌屬、農桿菌屬、假單胞菌屬和產堿菌屬等在內的細菌合成。其中木糖醋桿菌是發現最早、研究最廣泛的生產細菌纖維素的微生物。

細菌纖維素電鏡照片

由細菌合成的纖維素在分子結構上與植物纖維素相似，但不含木質素、半纖維素和果膠等復雜成分，具有更好的性能表現如結晶度高、結構穩定性高和生物相容性更好等優點，因此被稱為“纖維素中的貴族”，多家公司開始著手布局此板塊。國外有拉脫維亞的Probiotika、加拿大的Axcelon Biopolymers和美國的BcGenesis等，國內有海南椰國食品有限公司和鼎瀚恒海生物等 。

近日，Polybion宣布完成由Blue Horizon領投的440萬美元的A輪融資，計劃擴大其世界首個工業規模的細菌纖維素生物制造設施FOAKI。Blue Horizon于2016年創立，總部位于蘇黎世，迄今為止，該公司已籌集超過8.5億美元，投資了60多家公司，此前它曾投資過MotifFoodWorks、Geltor和The Every Company等多家公司。

01從資源開采到資源再生的范式轉變

Polybion由墨西哥兄弟Axel和Alexis Gomez-Ortigoza和瓜納華托大學的Barbara Gonzalez Rolon創立于2015年，總部位于墨西哥，是一家使用模仿大自然自身設計的尖端技術的公司，該公司創始人共同開發了合成生物學工具和技術，利用細菌等生物體回收農業工業食品垃圾來生產高性能生物組裝材料。Polybion曾在2017年的INC加速器競賽中被選為拉丁美洲最具增長潛力的公司之一。

通過學習大自然，Polybion開發了一種不是線性而是循環的生產模式，可同時緩解三大環境問題：牲畜、食物浪費和塑料。這代表了從資源開采到資源再生的范式轉變。該公司生產模式符合美國環境保護署、關于化學品注冊、評估、許可和限制法案和危險化學品零排放標準，大大減少了碳足跡。

此前，Alexis和Axel Gomez-Ortigoza兄弟在麻省理工學院合成生物學競賽中就提出可以用funcel代替聚苯乙烯泡沫塑料，funcel是一種由真菌制成的生物材料，可以成為公司使用的新包裝材料，但這或許仍只是個設想，在Polybion官網上并未看到該產品的介紹。

而Celium是Polybion計劃創建的一系列新生物材料中的第一個，以工、農業水果廢料喂養細菌生成細菌纖維素，然后由細菌纖維素組成，是動物皮革和石油衍生合成材料的優質替代品。它是一種具有無限設計可能性的多功能紡織品，可以根據顏色、紋理、壓花和防水性進行定制，同時保持其卓越的強度，是時尚、運動服和汽車應用的黃金標準材料。

Celium可拆分成Cel和ium兩部分，Cel源自纖維素一詞，ium是化學元素中“使用”的拉丁語后綴，不含動物成分，因此重量比牛皮輕，可通過其生長控制厚度，使其易于剪裁，并且由于其生物特性，每片Celium像指紋一樣獨一無二，賦予它奢華的標志。

當前該公司的工農業和食品垃圾足夠其每年生產1.68億平方英尺的Celium，由于在生產過程中無有害化學物質釋放，在生產周期間也沒有生物質輸出，因此Celium可盡可能循環。

早在2021年，Polybion就在地下室完成了Celium的中試，在最大產能下，目前Polybion的細菌纖維素制造設施每年能生產110萬平方英尺的生物紡織品Celium。

Polybion將利用此次A輪融資擴大Celium的生產，并擴大公司的碳中和生物制造設施，加大其研發力度，將Celium部署到消費品中，該公司預計到2023年第三季度將達到每年Celium的最大生產能力，以滿足當前全球品牌合作的需求。

02仍有難題待解

細菌纖維素屬于納米級纖維，是目前天然纖維中最細的，一根典型的細菌纖維線寬度僅有O.1um，而針葉木漿纖維的寬度至少有30um，棉花纖維的寬度也約為15um。

作為一種新型納米材料，除了上述Polybion的產品應用在生物紡織品上，還可用于生物醫療、納米材料、電子器件、營養食品和軍工等各個領域，常見用途有可食用吸管、高強度凝膠、特種紙、耳機膜和醫藥輔料等。

細菌纖維素基吸管的制備以及綜合性能展示

可以吃的細菌纖維素

以可食用吸管制造過程為例，首先將細菌纖維素壓制成薄膜，在薄膜表面引入一層薄薄的高藻酸鈉。作為一種可食用的天然多糖聚合物，海藻酸鈉穿透孔隙進入薄膜的三維納米纖維網絡，從而形成牢固的連接，緊接著將涂有海藻酸鈉的薄膜卷制成管，浸入乳酸鈣溶液中交聯，最后經過洗滌和干燥，可食用和可生物降解的細菌纖維素基吸管就生成了。

2021年12月，中國科學技術大學俞書宏院士團隊特任副研究員管慶方團隊就通過生物合成細菌纖維素并與海藻提取物海藻酸鈉復合的策略，研制出具有優異性能的“可食用”細菌纖維素基吸管，相關論文發表于《先進功能材料》，但目前該產品仍處于實驗室階段，若真正走入生活，仍面臨較大挑戰。

當前細菌纖維素的研究還主要集中在附加值較高的組織工程支架、骨支架、軟骨支架、人工血管、人工皮膚以及藥物載體等方面。同時細菌纖維素還因其具有高持水性、透氣性好、良好的生物相容性及較好的力學性能，在醫用敷料產業也具有廣闊的應用前景。

成立于2009年6月的鼎瀚恒海生物就是一家細菌纖維素醫用敷料研發商。該公司致力于創面治療應用的細菌纖維素系列醫用敷料的研究和開發，在國內首次將新型生物納米材料細菌纖維素應用于醫療領域，該系列產品主要用于臨床燒燙傷、整形美容、外科手術及其他疾病導致的繼發性皮膚潰瘍，具有廣闊的國內外市場發展前景。

有業內人士表明，細菌纖維素是一個應用前景廣闊的材料，未來可以應用到很多領域，將帶來無限可能。但細菌纖維素目前仍然不具有普適性，其實際應用的范圍還比較窄，因此首先重要的是仍是尋找合適的菌種及發酵方式。

其次細菌纖維素的性能也存在一定的局限性，如不具有抗菌性、導電性等，在生物醫學、食品包裝和電化學方面仍具有一定的局限性。為了解決這些問題，近年來主要通過聚合物滲透、摻雜雜原子和納米顆粒修飾等方法制備細菌纖維素復合材料，以彌補單一細菌纖維素性能上的缺陷，擴展其應用領域。 （綜合整理報道） （編輯/克珂）F16A989C-95A1-4760-A68A-C5E190406100