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郭燕川：绿色明胶第三代领航者

作者：王永生

来源：《中关村》2020年第03期

郭燕川，中科院理化所研究员，中国科学院理化所明胶与微纳米碳材料研究室负责人，生

物材料与应用技术研究中心主任，中国日化协会明胶分会科技委主任、副秘书长，《明胶科学

与技术》杂志副主编等。对比发现这些身份均与明胶密切相关。他深耕明胶近20年，成为明

胶产业界的一分子，围绕明胶的制造、结构、性质和应用开展系统研究。

胶原是一种广泛分布于人体内的大分子，也是人体内含量最多的一种蛋白质，其部分降解

后叫做明胶，可应用于食品、化工、医学等领域。如食品生产助剂、食品添加剂、化妆品、保

健品又或是医用海绵、血浆等，都离不开明胶。

郭燕川与明胶的结缘可谓一波三折。本科及硕士时期，他曾辗转于纳米材料制造、电化

学、染料合成与光信号的记录等多个研究方向，直到在博士期间，才确定了明胶骨修复材料开

发这一方向，由此走进了明胶科学与技术的世界。

123RF

此前，网上充斥着各种“绿色明胶”的说法，很多人认为其顾名思义就是提倡环保健康。对

此，郭燕川解释，其一从环保角度说，由于研发的酶法明胶代替了传统的酸碱法生产方法，通

过生产过程的改变可使污水排放减少50%，固体废弃物排放减少90%，生产周期也从原来近

两个月缩短至4天左右，故称之为“绿色明胶”；其二从健康角度讲，研究发现明胶降解后得到

的胶原蛋白肽，能够对人体起到一定的营养和保健作用，从而其也被冠以“绿色”的头衔。但无

论从何种角度，郭燕川只是单纯地希望明胶能在医疗健康领域里寻找到新的应用领域，以最大

程度服务于社会。

中国科学院理化所明胶与微纳米碳材料研究室成立于20世纪70年代，可以说是明胶研究

界的“老前辈”了。从研究室第一任研究员、我国著名感光化学材料专家彭必先，到第二代研究

员、研究室主任陈丽娟，再到2011年郭燕川担任实验室负责人，实验室已经走过三代人、40

多个春秋了。期间，在实验室三代人的努力下，酶法明胶工艺不断取得进步，明胶这种生物大

分子的应用领域与意义也在从传统的食品生产向生命科学等方向不断探索。

郭燕川在美国加州大学做访问学者期间参与了有关二型前列腺癌转移抑制剂方面的研究，

期间他学习了现代分子生物学的分析和研究技术，2011年回国后他便带领实验室开始了胶原

多肽在抑制骨质疏松和抗癌等领域的基础研究。

长期以来，在骨明胶生产技术上，都采用传统的碱法工艺进行制备，但这种制备方法不但

生产周期长、用水量大，对环境还有着极大的威胁，因此迫切需要重新定义明胶工艺。2014

年郭燕川作为项目负责人带领团队率先实现生物酶法骨明胶生产关键技术突破，开发了新型生

物酶制剂、完善了酶解关键工艺和工程技术，形成了完整技术工艺包，建成了1000吨的酶法

骨明胶工业生产线，并实现了商业化运营，产品达到国家药典胶囊用明胶标准，销售到食品/

药品行业，得到市场普遍认可。2016年，完成3000吨酶法明胶生产线建设，并顺利投产。

与传统明胶工艺相比，郭燕川的新工艺使吨胶用水量、污水排放量、固体废渣以及生产周

期等都大大减少，产品冻力也提高了20%以上，经验证80%以上的明胶产品质量都达到了药

用明胶的要求。2014年该技术通过宁夏省科技厅技术鉴定，2015年合作企业宁鑫生科公司成

功三板挂牌，2016年被评为中科院科技成果转化亮点工作，同年获得中国产学研创新成果优

秀奖、宁夏省科技进步三等奖、中国医用包材协会新技术、新材料一等奖。

由于明胶具有良好的生物相容性、可降解性以及低免疫原性等特性。2013年起，郭燕川

便开始带领团队开展明胶在医用领域的研究，第一个项目是进行明胶静电纺丝纳米纤维制造技

术及其在创伤止血领域的应用研究。通过多年的探索，他们根据明胶材料特性和医用要求，成

功开发了一款独特的医用明胶工业电纺系统装备，顺利实现了明胶纳米纤维的工业制造，并通

过摸索和优化明胶电纺纤维制备过程中相关工艺的参数，如电压、收集距离、转速等，实现了

明胶纳米纤维的可控稳定制造。而后对材料进行了生物安全性评估和功效验证，最终获得了一

种具有快速止血和促進伤口愈合功能的止血材料。2016年，该技术获得基金投资，开始了工

业化实施。

郭燕川在实验室

胶原蛋白肽的医学应用是团队开展的另外一项工作。近年来，我国老龄化趋势日益严重，

在世界3.55亿骨关节疾病患者