生物催化具有立体选择性严格、反应条件温和、收率高等优点，具有替代传统化学合成潜力。传统生物催化法主要包括：
⑴以L-草铵膦衍生物为底物，通过酶法直接水解获得，但前体昂贵且不易得；
⑵以外消旋草铵膦前体为底物，通过酶选择性拆分获得，理论收率仅50%，造成原料浪费。此外，以 DL-草铵膦为原料的去消旋合成法优势明显，由于当前市售的草铵膦主要为DL-草铵膦，其工业化生产技术成熟，去消旋合成法以DL-草铵膦为原料，原料易得，且成本较低，能够较好地对接现有草铵膦工业生产体系。
2.1 草铵膦脱氢酶突变体去消旋合成L-草铵膦
浙江工业大学薛亚平教授团队发现了一种由野生菌Thiopseudomonas denitrificans中草铵膦脱氢酶V377S位点突变所得的突变体。以DL-草铵膦为原料，D-草铵膦在D-氨基酸氧化酶催化下形成2- 羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸，L-草铵膦因不参与反应而被完全保留；产物2-羰基-4-[羟基(甲基) 膦酰基]丁酸通过草铵膦脱氢酶突变体催化还原为 L-草铵膦。该方法是对当前去消旋合成法的升级，草铵膦脱氢酶突变体具有更好催化效率，以外消旋 DL-草铵膦为底物进行催化反应时，转化率远高于野生型酶，PPO产率也大幅提升。
2.2 ω-转氨酶去消旋合成L-草铵膦
2021年浙江大学杨立荣教授团队公开了一种全新生物酶——ω-转氨酶，来自芽孢杆菌(Bacillus sp.)YM‑01，用于去消旋化生产L-草铵膦，能够避免有毒物质过氧化氢生成。以DL-草铵膦为原料，通过R-选择性的ω-转氨酶将D-草铵膦转化为2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸，L-型草铵膦由于不 参与反应而得以保留；然后谷氨酸脱氢酶以2-羰基- 4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸为原料不对称合成L-草铵膦，从而得到光学纯L-型草铵膦（图3），并使用醇脱氢酶进行辅酶再生，同时生成丙酮作为第一步转氨酶的氨基受体，最大幅度提高了原料利用率。合成过程中所需辅原料异丙醇转化为副产物异丙胺，经过简单蒸馏回收为农药化工原料。
2.3 多酶级联生物催化生产L-草铵膦
上述2种去消旋合成法相对传统生物合成法均具有一定突破，但在大规模工业生产中仍具有其局限性。利用D-氨基酸氧化酶将D-草铵膦氧化为2-羰基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸的过程中会产生过氧化氢，易导致酶蛋白失活，尽管理论上可以通过添加过氧化氢酶的方式将其去除，但在实际工业生产中并不能完全消除其不利影响，并且过氧化氢酶的使用会增加过程成本。ω-转氨酶去消旋合成L-草铵膦的生物合成路线虽然能够避免催化过程中过氧化氢的产生，但其后续的生物不对称合成反应大多为可逆反应，因此存在酶利用效率低、L-草铵膦收率低等问题。
2022年，中国石油和化学工业联合会组织专家召开了“手性纯草铵膦(精草铵膦)除草剂绿色生物制造技术与应用”科技成果鉴定会。该成果由永农生物联合华东理工大学生物催化与生物合成领域专家魏东芝教授团队共同开发，借助魏东芝教授团队20多年在酶工程与生物催化方面的技术优势以及永农生物在草铵膦生产与应用方面的经验积累，开发了多酶级联生物催化生产L-草铵膦新工艺，创新了高活性、高对映选择性酶定制技术和多酶自组装生物催化技术，创建了高底物浓度、纯水反应体系，通过生物催化技术，实现将DL-草铵膦近100%效率转化为L-草铵膦，是生物制造生产农药品种的成功范例。该项目建成国际首条生物技术可实现年产5000t L-草铵膦生产线，在全球范围内首次实现 L-草铵膦绿色生物制造工艺产业化。大规模生物法制造L-草铵膦属国际首创，有力推动了产业升级，经济和社会效益显著。