突破產(chǎn)業(yè)“卡脖子”技術(shù)難題

“這藍(lán)罐兒的奶粉咋這么貴？”“荷蘭進(jìn)口的，含益生菌?！彪娨晞　敦氉鞆埓竺竦男腋Ｉ睢分?，自嘲“掙那么點錢都能攥出汗來”的張大民到超市為剛出生的兒子買奶粉，面對價格昂貴的進(jìn)口奶粉，犯起了嘀咕。

“我國益生菌產(chǎn)業(yè)起步晚、開發(fā)比較落后，國內(nèi)益生菌采用的菌種及其制劑和乳酸菌發(fā)酵劑幾乎被國外企業(yè)壟斷?！睆?zhí)m威說，國內(nèi)益生菌產(chǎn)業(yè)長期面臨“缺芯少核”問題，具有自主知識產(chǎn)權(quán)且實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的本土益生菌鳳毛麟角，導(dǎo)致益生菌相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)成本高，讓老百姓直呼買不起。

“關(guān)鍵核心技術(shù)買不來，更要不來?！庇辛松蟼€世紀(jì)90年代乳酸菌發(fā)酵特性及益生功能研究的基礎(chǔ)，2020年開始，張?zhí)m威帶領(lǐng)團(tuán)隊圍繞益生乳酸菌產(chǎn)業(yè)化過程中三大“卡脖子”技術(shù)，即菌株資源發(fā)掘開發(fā)、高密度培養(yǎng)技術(shù)和制劑干燥技術(shù)，依托國家和山東省科技計劃，展開了艱苦卓絕的攻關(guān)。

“這次攻關(guān)對我來說是一段刻骨銘心的經(jīng)歷?！眻F(tuán)隊成員、食品科學(xué)與工程學(xué)院青年教師張喆說，三年時間，張老師和團(tuán)隊成員只要不上課、不開會，就會待在實驗室里，有時還通宵鏖戰(zhàn)，想的、說的、做的，都是與項目有關(guān)的事兒。

食品科學(xué)與工程專業(yè)2021級博士生趙茂臻2018年開始，就在張?zhí)m威指導(dǎo)下開展功能益生菌方面研究。她做的與肥胖相關(guān)的功能菌株篩選與研究，是這次項目攻關(guān)內(nèi)容之一，“攻關(guān)遇到‘?dāng)r路虎’有時候會沮喪，看到張老師信任鼓勵的目光，就感到一切釋然了。張老師就是我們團(tuán)隊的‘定海神針’?！薄皬埨蠋熀軙{(diào)動大家情緒，他會講自己的科研挫折，說說生活趣事，或者帶我們一起打打乒乓球，幫大家提振精神，重新披掛上陣?！惫リP(guān)中的點點滴滴，食品科學(xué)與工程專業(yè)2023級博士生劉靚記憶猶新。

2022年9月，“功能性益生菌定向篩選及其高活性產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)”項目完成，形成了以優(yōu)良益生乳酸菌菌種—菌體高密度培養(yǎng)技術(shù)—制劑干燥技術(shù)為核心的高品質(zhì)益生菌制劑產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)體系。團(tuán)隊最終建成具有6000余株優(yōu)良性狀的發(fā)酵乳酸菌、益生乳酸菌菌株資源庫，其中專利注冊菌株38株。

“高密度培養(yǎng)核心技術(shù)使單位容積活菌數(shù)成幾何倍增長，所獲產(chǎn)品活菌數(shù)每毫升達(dá)到百億級別。益生菌制劑干燥關(guān)鍵技術(shù)解決了冷凍干燥及噴霧干燥過程中乳酸菌活性損失的技術(shù)難題，大大提高了菌株存活率，制備的益生乳酸菌發(fā)酵劑產(chǎn)品干燥后存活率最大值達(dá)到84.2%；建立的噴霧干燥活性保護(hù)體系使菌株存活率達(dá)到93.5%。”團(tuán)隊成員、青年教師公丕民興奮地說，經(jīng)專家鑒定，項目有關(guān)成果填補了國內(nèi)研究空白，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

“科研成果應(yīng)該從實驗室走向企業(yè)車間，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”張?zhí)m威說。益生乳酸菌制劑生產(chǎn)技術(shù)很快就在青島根源生物技術(shù)集團(tuán)有限公司、河北一然、北京弗蒙特、中創(chuàng)益科（上海）生物技術(shù)公司等益生菌企業(yè)分別實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。近3年再次連續(xù)轉(zhuǎn)化到青島根源生物、諾森生物技術(shù)有限公司等青島本地企業(yè)，實現(xiàn)了乳酸菌制劑生產(chǎn)技術(shù)升級，創(chuàng)造純利潤6300余萬元。技術(shù)還推廣到伊利、蒙牛乳業(yè)等國內(nèi)大型乳品企業(yè)，應(yīng)用在益生菌食品、酸奶、乳酸菌飲料等產(chǎn)品中，顯著提高了我國益生乳酸菌產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力和技術(shù)水平，大大推動了益生乳酸菌行業(yè)進(jìn)步。

“項目完成并不意味著研究止步。借助大數(shù)據(jù)構(gòu)建益生菌基因庫，使用信息化手段篩選菌株，通過分子模擬技術(shù)高通量篩選保護(hù)劑，是今后的主要研究方向?！苯酉聛淼墓ぷ?，張?zhí)m威了然于心。

厚植在菌株里的家國情懷

“一方水土養(yǎng)一方人，其實一方水土也在養(yǎng)一方菌。”張?zhí)m威說，研究證明，本土優(yōu)秀益生菌菌株更適合中國人，更能有效守護(hù)老百姓健康。

益生菌產(chǎn)品從一株菌開始。

研究本土益生菌，首先要采集樣本建立菌株資源庫。自上個世紀(jì)90年代，尤其是近20多年來，張?zhí)m威帶著他的團(tuán)隊跋山涉水，遠(yuǎn)赴甘肅南部、內(nèi)蒙古、新疆、青海和西藏等地牧區(qū)，走進(jìn)農(nóng)牧民家采集自然發(fā)酵乳樣本。不管是人跡罕至的牧區(qū)，還是高海拔草原，都留下了他們尋找菌株的足跡。他們經(jīng)歷過刻骨銘心的高原反應(yīng)，還曾邂逅沙塵暴等極端天氣。有一次，他們在內(nèi)蒙古牧區(qū)遭遇沙塵暴，當(dāng)時沙塵肆虐，遮天蔽日，人一會兒就變得灰頭土臉，嘴里衣領(lǐng)里全是塵土，風(fēng)沙抽的臉生疼，但沒有一人叫苦叫累，沒有一人抱怨。大家心里就一個念頭，早日篩選出中國自己的益生菌。

張?zhí)m威去外地出差至今保留一個習(xí)慣，遇到美味的奶制品，會用保溫杯或者保鮮袋加冰保存作分析樣本。有一次，他在外地遇到一種自釀酸奶，覺得很有特色，就買了兩杯放在加冰的保溫杯里，準(zhǔn)備隨身帶回實驗室作分析。不料，在機(jī)場安檢時安檢員不讓帶進(jìn)候機(jī)廳，最后只能辦理改簽，打包托運帶回。

功夫不負(fù)有心人。幾年下來，張?zhí)m威和團(tuán)隊從牧區(qū)牛乳、馬乳、駝乳、羊乳、牦牛乳、奶酪疙瘩等傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品以及酸漿、泡菜、米酒等自然發(fā)酵食品中采集到上萬份樣本。他們還大樣本收集獲得健康嬰幼兒與腹瀉、過敏等不良癥狀嬰幼兒糞便及其對應(yīng)的母乳，并利用生物信息學(xué)技術(shù)識別不同母乳及嬰兒腸道菌群構(gòu)成差異，對微生物多樣性進(jìn)行分析，并分離鑒定其中的乳酸菌菌株，確定其發(fā)酵特性和益生功能，最終建立了來源于傳統(tǒng)發(fā)酵食品、母乳及嬰幼兒糞便樣品的特色益生菌菌株資源庫。

如今，涵蓋多種屬的6447株自有特色益生乳酸菌菌株被保存在食品科學(xué)與工程學(xué)院功能性乳品與益生菌工程研究室的超低溫保存箱里?！懊恳恢昃甓寄Y(jié)著張老師的心血，都是一個關(guān)于張老師和他的團(tuán)隊的故事?！睆垎瓷钣懈杏|。他負(fù)責(zé)特色益生菌菌株資源庫的保管工作，每天都要檢查保存箱的工作狀態(tài)，“菌株來之不易，容不得半點馬虎”。

益生菌英文單詞的前綴“pro”與“普羅”諧音，有“普通民眾”之意?！拔覀冏畲蟮脑竿褪窍Ｍ约貉邪l(fā)的本土益生菌走上更多老百姓的餐桌，走進(jìn)更多老百姓的日常?！睆?zhí)m威深情地說，“我也因此對每一株菌株都注入了感情，都寄予了厚望?！?/p>

希望每一名學(xué)生成人成才

國家科技進(jìn)步獎二等獎，教育部科技進(jìn)步獎二等獎，黑龍江省科技進(jìn)步獎一等獎……近年來，張?zhí)m威獲得多項國家級和省部級科研獎勵，可謂碩果累累。他還兼任中國畜產(chǎn)品加工研究會乳品加工分會理事長、常務(wù)理事，以及《食品科學(xué)》《食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報》《中國乳品工業(yè)》《中國釀造》《現(xiàn)代食品科技》《農(nóng)產(chǎn)品加工》《大豆通報》編委等多項學(xué)術(shù)職務(wù)。

“科研可以反哺教學(xué)。一名稱職的大學(xué)教師，應(yīng)該既能在實驗室游刃有余，又能在三尺講臺揮灑自如?！睆?zhí)m威喜歡講課，他認(rèn)為講好本科生的課是教師的基本功，也是教師識別度很高的一張名片。無論出差歸來風(fēng)塵仆仆，還是剛從實驗室出來一身疲憊，只要一走進(jìn)教室，登上講臺，他就迅速轉(zhuǎn)換角色，立刻充滿激情。

張?zhí)m威以團(tuán)隊青年教師和博士生為主組織實驗設(shè)計團(tuán)隊，以實驗室作為教學(xué)實踐平臺，為本科生量身定制綜合實驗，使學(xué)生能夠觸摸到學(xué)科前沿。他還結(jié)合行業(yè)和社會熱點采用案例教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)，融入思政元素，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣?！皬埨蠋熤v課很有感染力。他引用的小故事和小案例以小見大，既有高度，又有深度，還吸引人?！笔称房茖W(xué)與工程專業(yè)2020級馬雨暉大二時上過張?zhí)m威的食品添加劑課，“一學(xué)期下來，除了收獲專業(yè)知識，感覺還很勵志，專業(yè)興趣更濃了，專業(yè)自信更強了?！?/p>

從教以來，張?zhí)m威一直堅持為本科生上課，開過食品工藝學(xué)、發(fā)酵食品工藝學(xué)和乳品工藝學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課?！皩I(yè)課教師也要堅持‘五育并舉’，落實好立德樹人根本任務(wù)。有了優(yōu)質(zhì)本科生，才會有優(yōu)質(zhì)研究生?！敝灰怀霾?，張?zhí)m威絕少缺席本科生課堂。

在學(xué)校，張?zhí)m威喜歡到實驗室站在學(xué)生身后看看。有學(xué)生實驗操作不規(guī)范，無論是研究生還是本科生，他都會指出來，并親自演示，直到學(xué)生改正、掌握。功能菌株挖掘過程涉及很多復(fù)雜基礎(chǔ)理論研究，從綜述的歸納到展望、從方案的設(shè)計與實施、從論文撰寫的討論和總結(jié)，張?zhí)m威總是不厭其煩地為團(tuán)隊青年教師和研究生一遍遍修改，和他們一次次討論。“微信群經(jīng)常會在半夜收到老師發(fā)回的修改文稿，往往早上剛醒來就會看見老師推薦的頂刊文獻(xiàn)。他在盡心竭力引導(dǎo)我們成為有思想的科研人而不是工具人?！壁w茂臻說。

教學(xué)科研之外，張?zhí)m威也有自己的興趣愛好。打乒乓球就是他最喜歡的一項運動，偶有閑暇，他會跟青年教師和學(xué)生過過招。他喜歡唱歌，師生聚餐時會高歌幾曲助興。平常他還會帶幾樣妻子制作的美食給學(xué)生品嘗，公丕民求學(xué)時就曾在端午節(jié)吃過師母包的肉粽?！袄蠋煂Υ畹膽B(tài)度感染著我們每個人。團(tuán)隊科研氛圍和日常氛圍特別融洽，這讓我們感到研究生生活不止有‘三點一線’。看似零碎的生活片段，卻是通往快樂星球的秘密通道?！睆?zhí)m威的學(xué)生們這樣評價自己的老師。

每年畢業(yè)季，是張?zhí)m威最幸福的時刻?？吹綄W(xué)生踏上新崗位，開啟新征程，他心中的職業(yè)榮譽感、自豪感油然而生?！皬埨蠋煔v來對學(xué)生‘扶上馬，送一程’。每年臨近畢業(yè)，他都會詢問大家的畢業(yè)意向，然后再根據(jù)學(xué)生特點與特長，向科研院所、高等院校和大中企業(yè)推薦?！惫裰啦簧購?zhí)m威扶掖學(xué)生的故事?！白屆總€學(xué)生都成人成才，都適得其所，是為人師者本分?！睆?zhí)m威如是說。

“千里之行，始于足下。我將始終心懷‘國之大者’，堅持為黨育人、為國育才，將科學(xué)研究融入國家發(fā)展中，把論文寫在祖國大地上，推動學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，研發(fā)出更多優(yōu)質(zhì)中國菌，造福中國老百姓。”站在新起點，張?zhí)m威豪情滿懷。