福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所副研究員官雪芳在實驗室里，嘗試采用最低成本幫助果農(nóng)解決百香果保鮮難題時，不承想竟“遇到”了一株神奇的植物乳桿菌。

(資料圖片)

這一發(fā)現(xiàn)，更意外破解了一家公司的困境。

日前，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與廈門元之道生物科技有限公司共建的“功能益生菌發(fā)酵技術(shù)示范基地”揭牌。這是繼一年前，前者將“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”權(quán)屬轉(zhuǎn)化給后者，并共同推進(jìn)“益生菌選育及產(chǎn)品開發(fā)”項目后，雙方再次開啟的深度合作模式。

科學(xué)家與企業(yè)家如何進(jìn)一步打破“圍墻”，實現(xiàn)更好“相逢”？答案或許就在這株神奇的植物乳桿菌BXM2當(dāng)中。

延保，糖漬百香果

三明市將樂縣被譽為“中國深呼吸第一城”，其森林覆蓋率為福建之最，孕育出清新自然的空氣、福澤深厚的土地。

綠意盎然中，果農(nóng)楊伯忠嗅到了商機，在百香果種植上頗有心經(jīng)的他，于2017年陸續(xù)承包了60畝大棚，種起享有“果汁之王”“幸福之果”等美譽的百香果。

2017年夏季，科特派官雪芳踏足將樂時，跟隨老楊來到偌大的倉庫里。放眼望去，圓潤飽滿的果實堆滿倉，但仔細(xì)一看，竟有不少次果。“有的是外表不佳、形狀小的，還有的是放置時間長、快壞掉的。”工人們邊挑揀邊說。

“這些次果占比高達(dá)20%。”一旁的老楊無奈道出原因，“百香果果期長，每幾天就有一小批果子成熟，無法批量采摘。尷尬的是，將樂地處偏僻，運輸成本高，只能拒絕散而小的訂單。果子放倉庫囤積，超過7~10天，就要被淘汰了。”

類似的情況，官雪芳也在龍巖、南平等地聽果農(nóng)訴過苦。邁入電商網(wǎng)絡(luò)時代，傳統(tǒng)水果批發(fā)銷售系統(tǒng)受到極大的挑戰(zhàn)，單一輸送往批發(fā)市場的水果銷量逐年下滑。

“水果種植地基本處于山區(qū)偏遠(yuǎn)地區(qū)，加之網(wǎng)絡(luò)信號差、文化水平限制等因素，部分果農(nóng)并不適合走電商的銷售渠道。”官雪芳在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，貯藏、加工能力弱，次果率高等綜合因素導(dǎo)致很多水果嚴(yán)重滯銷腐爛，同時，銷售體系不健全、價格低下，則對果農(nóng)及地區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

如何保存更多新鮮的水果，讓次果也有處可去？“解決之道，在于對百香果產(chǎn)業(yè)的加工技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，提升產(chǎn)品的附加值，增加百香果消費渠道。”官雪芳說。

帶著調(diào)查發(fā)現(xiàn)的問題，官雪芳回到了福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院營養(yǎng)科學(xué)與工程實驗室。在微生物菌種選育、發(fā)酵產(chǎn)品開發(fā)及菌制劑研制等方面有10余年經(jīng)驗的她，很快有了研究思路。

官雪芳正在制作BXM2菌制劑，這項技術(shù)年底有望投產(chǎn)。

通常情況下，鹽腌、糖漬是大部分小農(nóng)戶保存食品的不二選擇。“能造成微生物的高滲狀態(tài)，奪取微生物體內(nèi)的水分，即使菌體原生質(zhì)脫水收縮并與細(xì)胞膜脫離而死亡，從而延長食品的保質(zhì)期。”官雪芳說。

百香果肉使用蜂蜜進(jìn)行保鮮也較為常見。但問題在于，加多少蜂蜜是最優(yōu)的選擇，保藏過程中百香果肉的營養(yǎng)價值是否會發(fā)生變化？

在與農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所相關(guān)負(fù)責(zé)人討論好方案后，分別按2∶1、1∶1、1∶2等比例，官雪芳將百香果肉與蜂蜜混合，放到37℃恒溫箱，準(zhǔn)備做果肉保藏和品質(zhì)變化規(guī)律特征分析實驗。第7天時，她觀察、品嘗了第一批樣品后，敏銳地發(fā)現(xiàn)蜂蜜與百香果以大于1∶1的比例混合后的樣品口味醇香濃厚，并非是百香果或蜂蜜原本的口味。

“一定存在特殊的微生物，對混合物產(chǎn)生了作用。”直覺告訴官雪芳，或許是某一類益生菌。

研究，摸透這株菌

操作臺上，官雪芳取定量的百香果肉與蜂蜜混合物加入到滅菌的生理鹽水中，對其進(jìn)行梯度稀釋，最后再將稀釋液涂抹在各種含不同培養(yǎng)基的平板上進(jìn)行微生物的培養(yǎng)，完成相關(guān)步驟后，等待這些小生命繁殖成各個小菌落。

按官雪芳的經(jīng)驗，她需要等平板上長出來形狀各異、顏色不一的菌落，進(jìn)行觀察、對比后，再挑選出可能是益生菌的菌落，進(jìn)行下一步分析。

拿出平板后，她愣住了：板上白茫茫一片，似是只有一種菌屬，好像事先經(jīng)過純化一樣，一個個均一的小菌落呈乳白色、不透明狀。

顯微鏡之下初步驗證了官雪芳的猜測，確實都是均一的桿狀的革蘭氏陽性菌。運用分子生物學(xué)技術(shù)手段，通過對菌株進(jìn)行雙基因鑒定、API生理生化分析及掃描電鏡觀察，最終鑒定它為植物乳桿菌。

大自然的菌大致可以分為三種，分別是益生菌、致病菌、條件致病菌。“前者對人體健康有幫助，后兩者一個是會使人體生病，另一個俗稱‘墻頭草’，寄居在人體一定部位，在正常情況下不致病，當(dāng)機體平衡狀態(tài)被破壞時可引起疾病。”官雪芳說。

益生菌可以平衡腸道的pH值，促進(jìn)體內(nèi)菌群平衡。

關(guān)于腸道微生物，有一個占位理論。“假設(shè)腸道里面有100個位置，其中50個是益生菌，另50個是致病菌。我們攝入益生菌是去搶致病菌的位置的，搶的位置越多，益生菌占比越大，致病菌致病的可能性越小。”官雪芳解釋道。

那么，她所找的這株植物乳桿菌，又有怎樣的功能呢？

官雪芳將其制成菌種母液，進(jìn)行了致病菌的抑菌能力測試，結(jié)果顯示，相關(guān)發(fā)酵液對變異鏈球菌、中間普氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、宋內(nèi)氏志賀細(xì)菌、奇異變形桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌等均有較好的抑菌效果。   

在平板上對微生物菌落進(jìn)行分離培養(yǎng)。

找到寶了！“說明它對大部分致病細(xì)菌有很好的抑制作用。”官雪芳將其保存并命名為BXM2，并開發(fā)出發(fā)酵生產(chǎn)百香果汁的最適發(fā)酵工藝。

為了令實驗更嚴(yán)謹(jǐn)，官雪芳還嘗試在殺菌、未殺菌的百香果肉與蜂蜜混合液中，分別接種BXM2，發(fā)現(xiàn)均能發(fā)酵成功，并產(chǎn)生良好的風(fēng)味特征。“通常，在百香果肉中，BXM2與其他微生物存在競爭關(guān)系，果肉在多種微生物作用下容易腐壞，BXM2也不易被發(fā)現(xiàn)；但在糖漬環(huán)境下，絕大部分益生菌已經(jīng)失去了生存能力，BXM2則不然，因此其鋒芒畢露。”官雪芳說。

有意思的是，BXM2能以百香果肉為原料發(fā)酵生產(chǎn)百香果發(fā)酵果汁，令其達(dá)到一個微妙的發(fā)酵狀態(tài)，因而在口感上更為醇香濃厚，這也為發(fā)酵果汁的生產(chǎn)及開發(fā)提供新的發(fā)酵菌源。

官雪芳還將這株菌應(yīng)用在桑葚、菠蘿、獼猴桃等多種水果中，發(fā)現(xiàn)與百香果肉發(fā)酵有著異曲同工之妙。

再次見到楊伯忠時，官雪芳讓他品嘗了新開發(fā)的百香果發(fā)酵果汁。老楊對這款果汁很感興趣，但果農(nóng)沒有生產(chǎn)許可證。“若您要徹底解決百香果次果耗損率太高這一問題，還是需要找到合適的代加工廠。”她給老楊支了招。

2019年9月，官雪芳向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”發(fā)明專利，2年后，官雪芳收到了專利授權(quán)書。

應(yīng)用，產(chǎn)研深度融

當(dāng)官雪芳申請“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”發(fā)明專利時，廈門元之道生物科技有限公司總工程師趙大洲忙著建造公司的智造中心。

該公司于2015年成立，集研發(fā)、生產(chǎn)、加工、銷售、服務(wù)為一體，專注于以發(fā)酵萃取植物營養(yǎng)素。2020年底，公司買下新的工廠，瞄準(zhǔn)菌種選育、微生物功能評價、發(fā)酵制劑、生物制藥等生物技術(shù)全球重大研究課題方向。

趙大洲的心里一直有個過不去的坎兒：發(fā)酵萃取植物營養(yǎng)素，最關(guān)鍵的是菌種，菌種被視為生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的“芯片”。一直以來，公司發(fā)酵菌種要從臺灣地區(qū)或丹麥、美國等地進(jìn)口，在這一關(guān)鍵技術(shù)上屢屢受制于人。“且不論國際市場上益生菌價格昂貴、起伏不定，公司要真正朝著‘高精尖’發(fā)展，必須解決‘卡脖子’問題，首先要做到以自主科技賦能產(chǎn)品升級。”

也因此，趙大洲花了幾年時間，在國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)上深挖，尋找合適的發(fā)明專利，但一直無果。

2021年底，“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”發(fā)明專利出來后，趙大洲輾轉(zhuǎn)聯(lián)系上了官雪芳，開口就是：“您的這款專利有轉(zhuǎn)讓的意愿嗎？”

多次接觸了解后，雙方達(dá)成了共識。廈門元之道生物科技有限公司得到了“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”的轉(zhuǎn)讓權(quán)，雙方還簽訂了為期5年的關(guān)于“菌種選育與產(chǎn)品開發(fā)”的技術(shù)委托開發(fā)合同，圍繞益生菌選育、產(chǎn)品開發(fā)及菌制劑開發(fā)等方面開展工作。今年3月，“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”成果轉(zhuǎn)化簽約儀式舉辦，同時，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院“功能益生菌發(fā)酵技術(shù)科技示范基地”揭牌，圍繞創(chuàng)新目標(biāo)協(xié)同發(fā)力。

廈門元之道生物科技有限公司生產(chǎn)車間里的全自動酵素發(fā)酵生產(chǎn)線。

近日，記者走進(jìn)廈門元之道生物科技有限公司生產(chǎn)車間，車間生產(chǎn)過程完全透明化，一排又一排大型酶解罐、發(fā)酵罐映入眼簾，全自動酵素發(fā)酵生產(chǎn)線蔚為壯觀。自主產(chǎn)權(quán)菌BXM2已成為企業(yè)主要發(fā)酵菌株。桑葚、獼猴桃、檸檬、西梅、火麻仁等經(jīng)過清洗、破碎、打漿、發(fā)酵、灌裝等系列工序，就能轉(zhuǎn)化成高價值的發(fā)酵營養(yǎng)品。

數(shù)據(jù)顯示，圍繞BXM2開發(fā)的多款草本及水果發(fā)酵品已實現(xiàn)量產(chǎn)，至今已累計生產(chǎn)超4000萬袋（瓶）。目前，BXM2已經(jīng)完全實現(xiàn)對進(jìn)口菌種的替代，廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、谷類、中草藥等發(fā)酵。立足中國市場，該公司生產(chǎn)的膠原蛋白肽系列、酵素液、發(fā)酵果酒等產(chǎn)品出口美國、歐盟、日本、澳大利亞等國家和地區(qū)。

在這里，產(chǎn)研一體融合的速度越來越快。“我們已開發(fā)出高活力高穩(wěn)定BXM2菌制劑，菌劑廠房和生產(chǎn)線正建設(shè)中，計劃投入5000萬元，年底投產(chǎn)上市。”趙大洲說，圍繞益生菌產(chǎn)業(yè)鏈的深度研發(fā)，公司正著手制備BXM2凍干粉，爭取每克凍干粉含5000億個BXM2菌，預(yù)計2023年水果草本加工量5000噸左右，產(chǎn)值可達(dá)到1億元。

這只是一個縮影。圍繞福建產(chǎn)業(yè)的發(fā)展布局和需要，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與企業(yè)攜手，不斷梳理產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的關(guān)鍵技術(shù)，推動產(chǎn)研深度融合，聚力破解技術(shù)瓶頸，使科技創(chuàng)新這一核心驅(qū)動力從關(guān)鍵變量轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的最大增量。

記者手記

產(chǎn)研深融，需匯聚創(chuàng)新要素

“一株植物乳桿菌及其應(yīng)用”專利，是科研人員在田間地頭發(fā)現(xiàn)問題，在實驗室探索出相關(guān)方案，并將科研成果商業(yè)化落地，實現(xiàn)產(chǎn)研融合的生動范本。

隨著越來越多科研人員與企業(yè)家攜手布局，福建產(chǎn)研融合正在持續(xù)加速。科研人員走向產(chǎn)業(yè)端，試圖實現(xiàn)理論落地，而企業(yè)研發(fā)有了更多的主動權(quán)，布局源頭創(chuàng)新，實現(xiàn)新的突破。

產(chǎn)研融合，既是優(yōu)勢互補，也是強強聯(lián)手，無疑將實現(xiàn)雙方從學(xué)術(shù)到市場、從原料研發(fā)到產(chǎn)品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)合作的全面落地。

但也要意識到，要達(dá)成產(chǎn)研融合的效果，非一朝一夕之功?？茖W(xué)家、企業(yè)家“破圈”，政府必須是參與者、服務(wù)者、引導(dǎo)者，從管理制度、分配方式、引導(dǎo)政策、政府投入、組織模式等方面構(gòu)建制度規(guī)則。一方面，要繼續(xù)創(chuàng)新機制搭建平臺，加強產(chǎn)研主體雙向引導(dǎo)，讓技術(shù)與產(chǎn)業(yè)無縫對接；另一方面，及時洞悉市場需求和產(chǎn)業(yè)需求，構(gòu)建促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的考評體系、科技成果轉(zhuǎn)化收益分配機制等政策體系，通過制度建設(shè)使產(chǎn)研融合更加順暢。

產(chǎn)研融合也是技術(shù)、人才、資金、信息等創(chuàng)新資源重新配置和動態(tài)優(yōu)化的過程。期待通過聚集相關(guān)專業(yè)優(yōu)勢高校院所、鏈主企業(yè)、產(chǎn)業(yè)資本、政府政策支持等創(chuàng)新要素，切實推動產(chǎn)研高效對接、深度融合，讓更多科研成果走向市場，讓更多“卡脖子”問題得到解決。（記者 林霞 文/圖）

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