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生物發酵產業從大向強邁進 賦能健康生活

21-12-29

本報記者  王 薇

  生物制造是當今生物經濟發展的重要基礎和保障,生物發酵則占據了生物制造的主導地位,生物發酵產業的高質量發展對于推動我國經濟社會轉型和滿足人民美好生活需要具有重要意義?!笆濉逼陂g,生物發酵產業升級和產能提升的步伐不斷加快,取得了突出的成績,我國生物發酵產業大國地位進一步鞏固,正向著生物制造強國有序邁進。

  “十四五”期間,生物發酵產業如何布局發展?如何破解“卡脖子”難題,全面提高資源有效利用,加快構建高效實用、智能綠色、安全可靠的現代化生物制造體系,為延伸食品工業和農產品加工產業鏈條、實現“雙碳”目標和賦能健康生活作出貢獻?近日,記者就相關話題采訪了中國生物發酵產業協會理事長于學軍。于學軍表示,全行業認真學習貫徹落實好黨的十九屆六中全會精神,以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,堅持穩中求進工作總基調,堅持黨的全面領導,正確認識重要戰略機遇期的新內涵,以創新驅動發展為主攻方向,在當前國外形勢仍然復雜嚴峻、不確定性較大的前提下,推進構建以國內大循環為主體、國際國內雙循環相互促進的新的發展格局。面向新階段、新需求,生物發酵產業不僅滿足人們的生活消費需要,還將為構建低碳經濟社會提供技術支撐,成為拉動我國經濟的重要引擎,也將為實現“健康中國”目標做出新的貢獻。

  激發創新活力推動產業升級

  生物發酵產業產品涉及國計民生的各個方面,被廣泛用于食品、醫藥、農業、日化、材料等多個領域,發展前景廣闊。

于學軍

  于學軍表示,“十四五”期間,將加快構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的生物發酵產業新發展格局,打通堵點,補齊短板,形成需求、供給動態平衡,提高人民生活質量,扎實推動我國由生物制造大國向生物制造強國邁進。推動行業做強主產業鏈條,不斷拓展應用領域,發展中高端產品,降低大宗生物發酵產品制造比重;產品向多樣性、小品種、高附加值、規模適中發展,實現從傳統產品向衍生產品延伸發展;發展高性能、高產菌株的進化育種及高通量篩選技術,不斷提升原料利用率、糖酸轉化率、分離提取收率;加強具有自主知識產權的酶種開發;開展新型功能發酵制品、高附加值復合型功能性益生菌發酵食品、酵素產品等的研發、營養健康評價及應用。制造過程進一步向綠色、低碳、智能化方向發展。

  加強技術攻關破解“卡脖子”難題

  “沒有生物發酵就沒有現代食品工業”,在業內廣為流傳的這句話,對生物發酵在現代食品工業中的基礎地位作出了精準描述。長期從事食品科技研發和管理工作的于學軍梳理和歸納了我國生物發酵產業的發展歷程和聚焦的重點領域。

  20世紀60年代后,新型發酵工業從無到有、從小到大,以谷氨酸鈉為代表的氨基酸工業、以檸檬酸為代表的有機酸工業、以淀粉酶為代表的酶制劑工業等,加上淀粉糖工業和酵母工業,形成了我國相當規模的發酵工業體系。通過“六五”“七五”“八五”“九五”前期的技術攻關和引進國外先進技術,摘掉了“發酵工業落后”的帽子,縮小了與國外先進水平的差距。

  20世紀90年代,我國玉米深加工行業的工業化、規?;瘯r代到來。2000年左右,山東、吉林、河北雛形顯現,之后產能迅速從1000萬噸擴張到7000多萬噸。與此同時,發酵行業重心向中西部地區轉移,向著原料、能源和勞動力優勢地區聚集?!笆濉薄笆晃濉逼陂g,發酵行業主要產品的產量仍然保持兩位數增長?!笆晃濉蹦?,發酵工業主要行業產品總產量約1800萬噸,同比增長16.8%;工業總產值達2000億元以上,同比增長15.6%;出口總量約達264萬噸,出口總額達28億美元。在國家政策的引導下,發酵產業向集團化、規?;?、集約化方向發展,產業結構得到有效調整,企業競爭力增強,產業集中度大大提高,各主要行業都產生了一批龍頭企業,檸檬酸產量位居世界第一,味精行業多家企業推出了品牌產品。各行業積極開展資源綜合利用,通過高新技術和傳統工藝相結合,將各種組分充分回收和利用,在提高附加值的同時,減輕和消除對環境的污染。

  “十二五”期間,生物發酵產業發展以“自主創新、規模發展、產業集聚、拉動內需、穩定市場”為原則。隨著產業規模的不斷擴大、結構的升級調整、企業的兼并重組和技術水平的提升,產業高效、綠色、低碳等可持續發展特征逐步顯現?!笆濉睍r期,我國主要生物發酵產品產量從2011年的2230萬噸增加到2015年的2426萬噸,年總產值2800多億元;主要產品出口量從2011年的約286萬噸增加到2015年的約330萬噸,生物發酵產業產品總量居世界首位,成為名副其實的發酵大國。生物發酵產業以滿足市場需求為導向,積極推進結構調整和產業升級,改變了原先產品較單一的格局,為食品、醫藥、化工等相關行業提供了品質優良的原料,已逐步形成以味精、賴氨酸、檸檬酸、結晶葡萄糖、麥芽糖漿、果葡糖漿等大宗產品為主體,以小品種氨基酸、功能糖醇、低聚糖、微生物多糖等高附加值產品為補充的多產品協調發展的產業格局。

  “十三五”期間,中國經濟發展方式轉變進一步加快,圍繞人民日益增長的物質文化需要同落后的社會生產之間的矛盾,生物發酵產業加快了產業升級和產能提升的步伐,實力穩步提升?!笆濉逼陂g,生物發酵產業主要產品產量從2016年的2626萬噸增加到2020年的3141萬噸;出口量從2016年的約429萬噸增加到2019年的約527萬噸。生物發酵行業企業研發投入平均約占銷售收入的3.9%,有的企業達到9%,獲得的具有自主知識產權的專利成果數量逐年遞增,較好地實現了行業技術水平的提升。行業重點實驗室、工程技術研究中心和專項技術中心共48個,結合產業需求的創新平臺正在逐步成為技術創新體系的核心,實現科技成果向現實生產力的轉化,形成良性循環的發展態勢。編制了工業發酵領域“十三五”技術標準體系建設方案,完善了食品行業發酵制品細分領域技術標準體系,制定實施氣、水污染防治政策及相關標準,資源綜合利用水平逐步提升。

  “十四五”期間,生物發酵產業將針對發展中的薄弱環節和瓶頸,梳理技術短板,加強核心技術攻關,鼓勵和支持企業自主創新,逐步改變部分行業核心關鍵技術受制于人的被動局面。大力發展發酵菌種智能高通量篩選及智能構建與優化技術,縮短發酵菌種研發周期和菌種迭代升級;解決大宗生物發酵產品生物合成途徑和規?;咝е苽涞募夹g瓶頸;針對目前已有原料的高度依賴問題而研發不同新原料,提高原料利用率和目標產品轉化率;重點瞄準產品質量提升工程,提高現有氨基酸、有機酸、酶制劑、酵母、糖醇等產品的生產菌種性能;建設工業核心菌種、工業酶制劑、產業支撐技術與裝備等關鍵共性技術的聯合攻關及創新平臺;實現大宗生物發酵產品、化工單體和聚合材料的規?;咝镏圃焐a,加快高附加值生物發酵產品的產業化;拓展生物制造技術在發酵、食品、飼料、化工等行業的應用。

滿足消費新需求走進更多百姓家

  從“吃得飽”到“吃得好、吃得營養健康”,隨著經濟的發展和食品供應穩定,近年來人們對食品的消費需求已發生了巨大的轉變。而生物發酵產品的多樣性正好迎合了這一消費趨勢,為食品結構調整、發展營養健康食品提供了良好的市場需求保障。如何讓發酵產業賦能大健康生活,走進更多百姓家?

  于學軍告訴記者,生物發酵產品中多數作為食品工業的主要基礎原料和配料,為“吃得營養健康”提供供給保障。

  一是生物發酵產業持續推進“三品”戰略,使與之相關的普通食品、特膳食品和營養健康食品等消費品的發展邁上了新臺階,從傳統的滿足基本衣食住行的消費品向滿足更高層次身心健康需求的消費品轉移。這樣的例子不勝枚舉。例如,赤蘚糖醇、透明質酸鈉等獲批的“三新食品”,拓寬了新食品原料的使用范圍,可以應用到普通食品中,市場效果明顯;酵母抽提物等酵母衍生制品在調味品、生物發酵營養元中得到應用。

  二是生物合成在食品生物工程領域應用廣泛,主要體現在營養化學品的合成制備等的研發與創新。手性氨基酸等生物發酵營養化學品市場規模達數百億元;生產脂溶性營養素、甾體等的高效綠色制造技術,顯著降低了生產成本,大幅度提高了產品的國際競爭力。

  三是國家對環保重視程度和要求日益提高,“禁塑令”進入倒計時。在這一背景下,與生物發酵產業相關的生物基塑料行業的發展已成大勢所趨。發酵法生產的高光學純度L-乳酸、1,5-戊二胺、丁二酸等近幾年發展較快,在生產聚酯、聚酰胺等食品用包裝材料的生產中起著至關重要的作用。

推行綠色制造向“雙碳”目標靠攏

  實現碳達峰、碳中和,是黨中央作出的重大戰略決策,是著力解決資源環境約束突出問題、實現中華民族永續發展的必然選擇?!半p碳”目標下,我國生物發酵產業將如何發力?對此,于學軍表示,我國面臨資源和環境的雙重壓力。未來,生物發酵產業將把握基本原則,遞進式向“雙碳”目標靠攏。

  一是加快形成綠色生產方式。大力推動節能減排,全面推進清潔生產,加快發展循環經濟,加強資源綜合利用,不斷提升綠色低碳發展水平;推進互聯網、大數據、人工智能、第五代移動通信(5G)等新興技術與綠色低碳產業深度融合。

  二要堅持產業和環境協同發展,把節約資源能源、低碳轉型綠色發展作為重要責任;推行綠色制造,通過示范引導實現綠色制造技術共享,加快推行清潔生產,實現固、液、氣等污染物源頭削減和末端治理達標排放,從源頭和全過程控制污染物產生;不斷提高技術和裝備水平,支持企業實現資源高效利用、資源循環利用的綠色轉型。

  三是重點做好以資源的高效利用和循環利用為核心,對發酵行業循環經濟運行的共性關鍵技術組織攻關。積極推行低碳化、循環化和集約化,加強生物發酵行業水平衡、水足跡、碳核查(碳核算)、碳足跡等方面行業標準的研究,加快企業節水、節能技術改造,提升資源利用效率,使生物發酵產業轉型升級,引導企業采用新技術新工藝新裝備提升綠色智造水平;加快綠色設計產品、綠色工廠評價要求、節水規范等綠色制造相關標準的實施。重點開展生物發酵行業異味排放清單的編制及開展針對性的處理技術開發;開展廢水脫色、除鹽及廢水處理污泥的綜合利用研究,進一步提高廢水處理的經濟性和資源綜合利用價值,對行業廢水處理工藝開展自動化與智能化的升級改造,適應國家排污許可管理及未來水污染排放標準的要求。開展生物發酵行業二氧化碳捕集、利用的技術開發與示范,全面提升行業綠色和低碳發展水平。

  “生物發酵產業大有可為,也必有可為?!庇趯W軍表示,新冠肺炎疫情的流行,將導致全球食品供應的不確定因素增多。充分利用現有資源,應用生物發酵技術,將食物原料“吃干榨凈”將是食品工業的必由之路。

三大方面提升產業發展支撐能力

  目前行業關鍵核心技術研發、產品應用和標準等體系與高質量發展要求還有差距,于學軍表示,“十四五”期間,生物發酵產業在推進關鍵核心技術研發平臺建設、加強產品應用領域深度開發和強化標準體系建設等保障方面,還有很多工作要做。

  推進關鍵核心技術研發平臺建設。深入推進國家重點實驗室、國家工程研究中心與企業技術中心建設,重點圍繞酶制劑、氨基酸及核苷、功能發酵制品、酵素、益生菌制品、淀粉糖(醇)、有機酸、酵母、智能裝備等9個領域,聚焦菌種改造核心技術、智能和綠色工程化技術、質量控制提升、功能營養健康評價、產業鏈延伸研究等6個方向,支持企業作為創新主體建設科技平臺。積極推進共建促進產學研用融合的國家、省部級和行業級研發基地,加速行業科技創新與成果轉化。

  加強產品應用領域深度開發。推動行業固鏈、強鏈、補鏈和延鏈,發展中高端產品。提升氨基酸產品品質,拓寬應用領域,完善氨基酸產品在食品等領域中應用的法規體系建設;加快研究檸檬酸作為食品級除垢劑、清洗劑應用的機制,開展有機酸(鹽酯)及其衍生物在食品、營養與醫藥等領域應用研究。加大淀粉糖大宗產品向高端需求的應用領域拓展,加大新型淀粉糖及其衍生物的工藝開發。加快多元醇及其衍生產品的研發與生產,使具有功能的糖醇實現腸道內部定點釋放,提高現有產品的健康與營養內涵;推廣多元醇產品在食品等行業中的應用;研發復合多元醇的終端消費品。構建酶制劑特性評價、產品安全性評價基礎數據庫和評價方法,開發復合酶及其使用工藝,開發酶制劑產品的劑型。拓展酵母及酵母深加工產品用途及功能,開發食品、酒精專用系列活性干酵母產品及其應用;開發富營養素酵母系列產品及其應用。發展微生態制劑、抗氧化劑、微生物多糖、功能多肽、多不飽和脂肪酸、功能性紅曲等產品;研究開發低聚糖等新產品,挖掘傳統特色功能發酵制品,研究開發新型功能發酵產品。開展食用酵素功能活性成分研究、營養評價和安全評價研究。挖掘極具本土特色的發酵性能穩定、益生功效顯著的植物乳桿菌;優選對嬰幼兒更安全可靠的長雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、羅伊氏乳桿菌;開發基于益生菌生理特點的益生菌載體及產品。加強藥食同源類和食品原料等功能性原料提取物、茶葉等大宗農業副產品提取物產品研究與應用開發,加強海洋微生物發酵產品開發與產業化,開發新型高端海洋藥物、功能食品、日化用品原料等產品;開發具有引領性的新型海洋動植物發酵功能制品,搶占高端市場。

  強化標準體系建設。加快酵素、氨基酸、功能發酵制品產品行業標準、團體標準的制定;酶制劑、酵素、功能發酵制品等行業急需的評價方法國家標準、行業標準、團體標準的研究制定;生物發酵行業良好生產規范、綠色體系標準等相關國家標準、行業標準、團體標準制定。不斷完善生物發酵標準體系,為生物發酵產品的市場競爭力提升保駕護航。

新階段實現產業由大到強跨越

  于學軍表示,可以預見,未來10年,生物發酵產業結構調整將取得明顯成效,產能結構性過剩得到有效緩解,產業規模穩步增長。完善行業創新體系,充分發揮創新引領作用,攻克行業關鍵核心技術,實現科技自立自強;加強合成生物技術、發酵裝備智能化等技術開發,搶占世界制高點;做好主產業鏈條,壯大新經濟,不斷拓展應用領域。加快構建綠色制造體系,推動行業綠色、低碳發展,制造過程清潔化、資源能源利用高效化,大幅度減少污染物的產生和排放,不斷降低原料、能耗和水耗;進一步完善標準化支撐體系,以先進標準引領行業高質量發展;培育和依托產業集群,推動產業集群特色發展、做大做強。加快構建以國內大循環為主體,國內國際雙循環相互促進的新發展格局,形成一批具有較強國際競爭力的骨干企業,進一步開拓國際市場,夯實生物制造大國地位,用10年左右時間建成世界生物制造強國,實現由大到強的跨越。

  于學軍表示,黨的十九屆六中全會的勝利召開,恰逢建黨百年的關鍵歷史節點,在第二個百年奮斗目標新征程開啟的特殊時刻,意義重大而深遠。全會通過的《中共中央關于黨的百年奮斗重大成就和歷史經驗的決議》是新時代中國共產黨人牢記初心使命、堅持和發展中國特色社會主義的政治宣言,是以史為鑒、開創未來、實現中華民族偉大復興的行動指南?!懊鎸碗s的國內外環境,只要我們團結一心,堅決做到兩個‘維護’,利用好寶貴的十條歷史經驗,弘揚偉大的建黨精神,開拓創新,埋頭苦干、穩中求進、勇毅前行,咬定青山不放松,各項戰略目標就一定能夠實現?!庇趯W軍對產業發展滿懷信心。


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