生物助推科技 发酵引领未来

——访中国生物发酵产业协会名誉理事长石维忱
2024-02-26 09:14:58 中国食品报

本报记者  朱美乔  王  薇

  生物发酵产业是国家战略性新兴产业,是轻工特色产业,也是重要的民生产业。近年来,生物发酵产业迅猛发展,并向多个领域不断延伸。

  “生物发酵行业的发展,使食品、药品、生物材料等原料更加丰富多样,让特膳食品实现了食养食补,让医疗药品实现了绿色高效,让美妆产品实现了安全天然,让食品添加实现了营养美味。这背后离不开科技的支撑,离不开国家政策的加持。”近日,记者采访了中国生物发酵产业协会名誉理事长石维忱。石维忱说,“以消费需求引领产品生产,提高市场动力,要逐步树立‘生物助推科技,发酵引领未来’的理念,从而实现‘让生物发酵赋能健康中国’的目标,实现由大到强的跨越。”

  明确目标 生物技术时代已到来

  生物发酵产业是我国战略性新兴产业,是生物制造的基础产业,为轻工业高质量发展和国民经济稳增长贡献了积极力量。在石维忱看来,随着人们对大健康概念认知的加深,对生物技术也更加重视,生物技术时代(即BT时代)已经到来。

  石维忱介绍说,我国是氨基酸、柠檬酸、淀粉糖的生产大国,产量居世界第一,市场占有率持续提高,国产化能力继续提升。近年来,生物发酵行业自主创新能力显著增强,装备科技水平快速提高,绿色制造水平大幅提升,节能减排成效显著,发展方式逐步由“规模、速度”向“质量、效率”转变。

  “十三五”期间,在国家产业政策的支持和引导下,我国生物发酵产业取得了长足进步。我国生物发酵产业产品总量居世界第一位。生物发酵产业主要产品总产量平均增幅4.6%,出口量平均增幅7%。

  “十四五”期间,由于受到国际大环境、新冠肺炎疫情等多种因素影响,生物发酵产量增长速度放缓。数据显示,2022年,生物发酵行业主要产品产量与2021年同比基本保持稳定,产量约3150万吨;主要产品产值约2860亿元,总产值较2021年同比增长约10.6%;出口量约650万吨,较2021年同比增长15.5%;出口额同比增长28.6%。

  随着应用技术水平的提高,原料成本逐步下降,产品价格也在下降。“十四五”期间,生物发酵产业就研发新品种、开发分离提取技术与装备、提高生产效率、实现绿色制造、增加新产品储备、开发高端产品、开拓应用领域、增加标准有效供给,以消费需求引领产品生产,提高市场动力,逐步树立“生物助推科技,发酵引领未来”的理念,从而实现“让生物发酵赋能健康中国”的目标。“我国将建成生物发酵世界强国,实现由大到强的跨越。”石维忱说。

补齐短板 从“并跑”到“领跑”

  石维忱表示,我国生物发酵行业结出累累硕果,得益于科研投入的不断增加。据不完全统计,生物发酵企业研发投入平均占销售收入的4%,最高达到10%以上,具有自主知识产权成果数量逐年递增,实现了以创新驱动行业技术水平提升的目标。

  如何将生物发酵产业做强?石维忱提出,针对产业发展中存在的关键技术短板,要下大力气引聚创新资源,加强上下游产业资源与科研机构的积极结合,实现生产中原料、工艺、设备等环节的先进生产制造,实现从“并跑”到“领跑”的跨越。

  石维忱认为,我国生物发酵产业还没有实现“领跑”的原因在于生物发酵产业链存在短板、产品结构待优化、菌种有待提升、分离提取技术不足等。石维忱同时表示,“尽管存在诸多问题,生物发酵产业依然呈现出健康发展的态势。”

  补齐产业链短板,挖掘更多新原料。目前,生物发酵工业所用原料包括玉米、大米、小麦、薯类、糖蜜等,其中80%以上是玉米,玉米约占生产成本的40%。近年来,有关玉米深加工产业政策变化较大,玉米的价格处于波动状态。“原料对于行业发展限制已经日益凸显,要利用非粮原料、生物质原料以及采用合成生物学的技术,来解决一些难题。”石维忱说,目前,生物发酵产品大多数是应用于传统领域的低值化大宗产品,缺少用于医药、健康防护等领域的高端产品,不能适应市场变化的需求。“十四五”期间,要推动行业做好主产业链条,不断拓展应用领域,发展中高端产品,使高端产品产量占比在现有的基础上增加10%以上。“也就是说,3100万吨的产量,要有300万吨属于高端产品。高端产品具有高附加值、高纯度、应用领域相对宽广的特征。”石维忱说,产品形式可根据用户要求进行个性化定制,满足市场需求。通过加快挖掘原料和优化产品结构,逐步实现生物质原料替代石化原料、生物质产品替代化工产品,进而提升生物发酵产业技术水平。

  菌种是生物发酵产业的核心,“十四五”期间,大力围绕提升生产菌种性能和自主产权、原料利用率、糖酸转化率开展攻关。通过开发生物功能的定量解析和描述方法,建设高通量微型发酵、定量分析化学测试和定量生物学测试技术平台,快速分析菌种的发酵性能、生理特征及代谢瓶颈,指导菌种的持续设计改造;建立高效的极端发酵环境适应性进化技术,持续提升菌种水平。

  “我们对于知识产权的保护意识和布局还不到位。”石维忱直言,氨基酸、酶制剂等行业的关键核心菌种自主知识产权问题,仍是行业发展的“卡脖子”问题;新菌种的挖掘、高产菌株关键基因位点的挖掘与知识产权保护等方面,与国外相比还存在很大差距。

  “分离提取技术相较于国际上有一定差距,产品纯度不够。”石维忱表示,要推进先进膜分离、色谱分离等先进分离提取技术的应用,提高分离效率、减少介质污染、提升产品品质、降低成本。此外,我国在应用研究方面做得还不到位,产品局限于原有的应用领域,出现产品过剩的现象。

标准先行 推动产业高质量发展

  党的二十大报告强调,“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”。石维忱对于生物发酵产业的高质量发展有着自己的理解。在他看来,高质量发展可以用“时、效、度”三个字概括——时,即速度的问题;效,即效率的问题;度,即几维空间的问题。

  石维忱强调,高效稳定安全清洁的新型有机氮源,是产业向高品质发展必不可少的一环。例如,近年来,安琪酵母一直致力于新型有机氮源的研发与应用,坚持走绿色发展之路,对生物发酵产业的清洁生产做出了贡献。

  “生物发酵产业是轻工业里面科技含量最高的产业之一。每年在轻工业的科技进步奖所占的比重较大。”石维忱说,“2023年,轻工业科技方面申报是280项,与发酵相关的达35项,占比达10%以上。目前,生物发酵领域已创建国家级技术中心和重点实验室逾20个,为推动生物发酵产业技术进步和创新起到了重要的支撑作用。”

  行业发展,须标准先行。在标准建设方面,“十三五”以来,标准体系建设成效显著。在已有国家标准、行业标准的构架基础上,根据国家标准化工作改革精神,构建和完善了生物发酵产业团体标准体系框架。积极推动相关国家标准、行业标准的制修订,既增加了生物发酵行业主要产品标准和检测方法标准,还涵盖了智能制造、污染排放等通用标准,同时包含了清洁生产评价指标体系、绿色生产技术、绿色工厂、绿色设计产品等评价管理规范在内的多方面标准。目前,现行有效的国家标准和行业标准已达330余项,团体标准35项。

  交叉融合 生物发酵成未来食品“催化剂”

  合成生物学技术是一种新兴的交叉学科,将生物学、化学、物理学和工程学等多个学科的知识融合在一起,旨在设计和构建新的生物系统,以实现特定的功能。其中,发酵是合成生物学技术的一个重要应用领域。通过合成生物学技术,能够拓展发酵产物的种类和数量,提高生产效率和产量,有效降低能耗,同时合成生物学的反应条件温和,可以减少废弃物的产生,降低环境污染。

  “合成生物学,将很多不可能变成了可能。”石维忱认为,许多原料如果不经过微生物的作用,就很难转化成人们所需要的产品。

  “目前,我国合成生物学技术还未达到国际领先水平。我们要运用创新的科学方法,来解决一些合成生物学的机理问题。”石维忱强调,“没有过剩的产品,只有没能拓展的市场。要延长产业链,生产高附加值产品。”

  根据国家发展战略性新兴产业的战略部署,我国生物产业正步入高速发展的战略机遇期,生物发酵产业作为生物产业的重要组成部分,面临诸多发展机遇和挑战,这对中国生物发酵产业协会工作也提出了新的要求。石维忱介绍,中国生物发酵产业协会将立足于行业发展,贯彻落实国家产业政策,推动行业整体创新能力、转变生产方式、优化产业结构,淘汰落后产能,促进产业升级,进一步加快节能减排、资源综合利用步伐,推动资源节约型、环境友好型企业建设,倡导公平竞争理念,营造良好的业态环境,推动行业健康持续稳定发展。

  石维忱说,生物发酵产业是高科技产业,对行业起到带动、推动、提升作用。“生物发酵是未来食品的催化剂、助推剂。”他表示,未来要从以下几方面来着手:一是创新驱动是发展第一动力,筛选行业共性课题,组织行业企业与高校、科研院所深入交流;二是绿色、低碳、可持续发展是生物制造的优势,强化行业优势地位,在行业内打造标杆企业,提倡节能降耗、绿电应用、再生资源利用,对标数据树立标杆;三是协会和院校共同建立研究中心、检测中心,开展科技创新、应用研究,加快相关标准的制定。

 

《中国食品报》(2024年02月26日01版)

  (责编:周 岩)

 

 

 


 

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