我是南京工业大学食品与轻工学院的副教授刘伟，作为一名致力于食品合成生物学领域的青年科技工作者，有幸入选2025年江苏省青年科技人才托举工程。这份荣誉不仅是对我过去工作的肯定，更是一份沉甸甸的责任，激励我在科研与工程创新的道路上持续前行。

我的研究方向，可以用“从微观的‘酶’到宏观的‘糖’”来概括。聚焦于功能糖（如D-塔格糖、D-阿洛酮糖等）的高效生物制造，我致力于解决食品级功能组分合成中“酶元件匮乏、催化效率低、细胞工厂通量不足”等关键工程难题。这些听起来很专业，但简单来说，就是希望利用微生物或酶这种“天然工厂”，把廉价的淀粉、乳糖等原料，转化成高附加值的稀有功能糖——它们热量低、口感好，对血糖影响小，是未来健康食品的重要原料。

我的科研之路，始于对生物工程的兴趣。在江南大学生物工程学院求学期间，系统学习了微生物代谢与酶工程的基本方法。2015年，进入浙江大学化学工程与生物工程学院攻读博士，师从徐志南教授，真正将研究方向聚焦于“细胞工厂”与“酶催化”这一交叉领域。博士期间，我开始意识到，要想让酶和细胞更高效地工作，不能只靠天然形态，而需要通过“工程化”手段去设计、改造它们。2020年博士毕业后，我加入南京工业大学食品与轻工学院，从讲师做起，逐步成长为副教授，并于2026年晋升为学科教授。在南工大这个平台上，我得以围绕“功能糖生物制造”这一方向，系统开展从酶元件发掘、多酶分子机器构建，到细胞工厂创制的全链条研究。

在工程实践中，我深刻体会到：天然酶虽然功能强大，但往往“脾气不好”——活性低、稳定性差、不会加工非天然底物。为此，我们团队开发了一套“智能发掘+理性设计+高通量筛选”的高性能糖酶获取技术。简单说，就是借助计算机算法，从极端环境（如深海、冰川、沙漠）的微生物中“钓”出那些耐热、耐盐、活性高的特殊酶，再通过结构设计和定向进化，让它们变得更听话、更高效。比如，我们获得了多种新型糖酶，其活性远超已有报道的同类酶，为功能糖合成提供了“核心零件”。

有了好零件，还要让它们“配合默契”。天然细胞中，酶往往在空间上有序排列，形成高效的“流水线”。受此启发，我们构建了多种“仿生多酶分子机器”——通过分子“魔术贴”、蛋白支架等手段，把多种酶有序组装在一起，减少中间产物的扩散损失，整体催化效率提高数倍。我们开发的分子肽对工具，结合速度创下新高，相互作用力也是目前文献报道中最强的之一。这项技术不仅能用于功能糖合成，还可推广到医药、化工等领域。

进一步地，我们把这些改造好的酶和组装技术“装进”微生物细胞（如酿酒酵母、大肠杆菌），构建“细胞工厂”。传统路径合成功能糖，往往受到热力学平衡限制，转化率低。我们通过重构合成路径、开发基因动态调控工具、设计亚细胞“区室化”结构，成功打破了这些限制。例如，我们构建的D-塔格糖合成路径，产率达到理论最大值的95%以上；D-阿洛酮糖的转化率也大幅提升。这些成果已在多个国际期刊上发表，并与相关企业进行洽谈转化。

江苏省青年科技人才托举工程为我提供了更广阔的舞台。未来，我将继续聚焦功能糖及食品功能组分的高效生物制造，推动“酶元件—分子机器—细胞工厂”一体化平台的建设，努力实现从实验室成果到产业应用的跨越。我也希望能与更多工程领域的同仁携手，面向国家“大食物观”战略需求，为健康中国建设贡献工程师的智慧与力量。

作者简介

刘伟，男，南京工业大学食品与轻工学院副教授、学科教授。于2015年获得江南大学硕士学位，2019年获得浙江大学博士学位。研究方向为食品合成生物学。主持国家自然科学基金面上/青年基金、国家重点研发子课题、中国博士后基金面上项目、自治区重点研发专项子课题等多项科研项目。以一作/通讯作者身份发表SCI论文发表SCI论文20余篇，多篇为高被引或热点论文，授权中国发明专利4件，申请PCT国际专利3件，获获中国轻工业联合会科技进步一等奖、中国商业联合会科技进步特等奖等科技奖励3项。由江苏省工程师学会推荐并资助入选江苏省青年科技人才托举工程资助对象。