石維忱,王 晉
(中國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì),北京 100833)
生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),是重要的民生產(chǎn)業(yè),為食品工業(yè)做重要貢獻(xiàn),為農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、紡織、能源等行業(yè)提供有力支撐,推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)鏈條的多元延伸,提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值,同時(shí)承載著實(shí)施“健康中國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo)的任務(wù),為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步貢獻(xiàn)重要力量?!笆濉币詠?,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)堅(jiān)持以新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo),在中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)的形勢(shì)下,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)不斷推進(jìn)和深化結(jié)構(gòu)性調(diào)整,在面對(duì)嚴(yán)峻復(fù)雜的外部環(huán)境和經(jīng)濟(jì)下行的壓力,特別是新冠疫情帶來的嚴(yán)重沖擊,全行業(yè)堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)和新發(fā)展理念,堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)、夯實(shí)基礎(chǔ)、提升能力,堅(jiān)持綠色制造,加強(qiáng)品牌建設(shè),持續(xù)推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展,為滿足人民對(duì)美好生活的需求不斷做出新貢獻(xiàn)。
“十三五”時(shí)期,在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)從現(xiàn)狀和面臨的形勢(shì)出發(fā),以滿足消費(fèi)需求為導(dǎo)向,積極開發(fā)新產(chǎn)品,不斷延伸產(chǎn)業(yè)鏈和提高價(jià)值鏈,產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩的現(xiàn)狀在很大程度上得到緩解[1]。行業(yè)整體實(shí)力平穩(wěn)上升,產(chǎn)業(yè)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行總體保持平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)。2015年,主要生物發(fā)酵產(chǎn)品產(chǎn)量約為2 426萬(wàn)t,2019年產(chǎn)量增加到3 064.7萬(wàn)t,2019年總產(chǎn)值約2 556.7億元,年平均增幅5.9%。其中,氨基酸類產(chǎn)品,2015年產(chǎn)量約為370萬(wàn)t,2019年產(chǎn)量增加到609.1萬(wàn)t,增幅達(dá)64.7%;有機(jī)酸類產(chǎn)品,2015年產(chǎn)量約為212萬(wàn)t,2019年產(chǎn)量約為245.5萬(wàn)t,增幅達(dá)15.8%;淀粉糖及多元醇類產(chǎn)品,2015年產(chǎn)量約為1 357萬(wàn)t,2019年產(chǎn)量約為1 635萬(wàn)t,增幅達(dá)20.5%。氨基酸、有機(jī)酸、淀粉糖及多元醇等產(chǎn)能及產(chǎn)量多年穩(wěn)居世界第一位,市場(chǎng)占有率持續(xù)提高,國(guó)產(chǎn)化能力繼續(xù)提升。生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式逐步由規(guī)模速度向質(zhì)量效率轉(zhuǎn)變,在提升自身發(fā)展的同時(shí),帶動(dòng)和促進(jìn)食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
2015年,我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)品出口量為344萬(wàn)t,2019年的出口量為526.8萬(wàn)t,年平均增幅11.7%;出口額從2015年的45億美元增加到2019年的54.45億美元,年平均增幅6.2%;進(jìn)口量從2015年的82.4萬(wàn)t增加到2019年的125.4萬(wàn)t,年平均增幅14.3%;進(jìn)口額從2015的11.8億美元增加到2019年的14億美元,年平均增幅4.6%?!笆濉逼陂g,行業(yè)通過實(shí)施內(nèi)涵式增長(zhǎng)與外延式發(fā)展同時(shí)推進(jìn)的戰(zhàn)略,逐步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),開創(chuàng)了高質(zhì)量發(fā)展的新局面,行業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力得到了很大的提升。
“十三五”期間,生物發(fā)酵行業(yè)的自主創(chuàng)新體系也得到逐步完善,構(gòu)建了以企業(yè)為主體,政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系,形成了新型科技創(chuàng)新平臺(tái)。目前,已創(chuàng)建國(guó)家級(jí)技術(shù)中心和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室59個(gè),中國(guó)輕工業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室18個(gè),中國(guó)輕工業(yè)工程技術(shù)研究中心5個(gè),行業(yè)專項(xiàng)技術(shù)中心25個(gè),為推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新發(fā)揮了重要支撐作用。
行業(yè)技術(shù)研發(fā)成果顯著。當(dāng)前,生物發(fā)酵行業(yè)企業(yè)研發(fā)投入平均約占銷售收入的3.9%,有企業(yè)達(dá)到9%,獲得的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利成果數(shù)量逐年遞增?!鞍被犷惖木G色生物制造和高值應(yīng)用技術(shù)”等53項(xiàng)技術(shù)榮獲輕工業(yè)科學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)。目前大部分氨基酸產(chǎn)品都可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,并逐步實(shí)現(xiàn)生物法替代化學(xué)合成法、水解提取法。有機(jī)酸行業(yè)通過技術(shù)改進(jìn),各項(xiàng)生產(chǎn)工藝參數(shù)得到優(yōu)化。淀粉糖醇行業(yè)產(chǎn)品鏈條不斷延伸,新品研發(fā)活躍。酶制劑行業(yè)已經(jīng)形成一定的產(chǎn)品和技術(shù)特色,建立了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)制,形成完整高效的酶制劑研發(fā)鏈。酵母自溶生產(chǎn)技術(shù)和高端酵母源培養(yǎng)技術(shù)也獲得突破,打破了國(guó)際壟斷,酵母源生物有機(jī)肥在生態(tài)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用已實(shí)施。這一時(shí)期生物發(fā)酵行業(yè)整體生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)上升到一個(gè)新的高度,生產(chǎn)工藝也得到了很大提升。
裝備水平不斷提升。通過加大技術(shù)改造和引進(jìn)的步伐,企業(yè)生產(chǎn)裝置設(shè)備向自動(dòng)化、信息化、智能化方向發(fā)展,行業(yè)裝備水平得到不斷提升,關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,裝備自主化水平得到提高,逐步接近國(guó)際水平。
“十三五”期間,隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo),生物發(fā)酵企業(yè)大型化和集團(tuán)化現(xiàn)象明顯,行業(yè)的集成度顯著提高,產(chǎn)業(yè)布局集群現(xiàn)象明顯?!笆濉逼陂g,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)特色區(qū)域和產(chǎn)業(yè)集群得到快速發(fā)展,山東省禹城市“中國(guó)功能糖城”和山東省昌樂縣“中國(guó)檸檬酸特色產(chǎn)業(yè)基地”作為生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)集群的代表,在帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方面發(fā)揮了重要作用。
“十三五”以來,根據(jù)國(guó)務(wù)院關(guān)于深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案,以構(gòu)建滿足生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系為主線,推進(jìn)生物發(fā)酵標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)的有效供給。中國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)根據(jù)行業(yè)發(fā)展的需求,構(gòu)建了中國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)體系框架。團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)體系框架不但涵蓋了生物發(fā)酵各個(gè)分支領(lǐng)域的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),還涵蓋基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)配套的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)包含了反映行業(yè)清潔生產(chǎn)水平的節(jié)能環(huán)保與綜合利用標(biāo)準(zhǔn)、綠色制造標(biāo)準(zhǔn)以及安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等多方面內(nèi)容。
據(jù)統(tǒng)計(jì),“十三五”期間,發(fā)布或報(bào)批的生物發(fā)酵領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)約為60余項(xiàng),這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施將有效支撐行業(yè)的健康發(fā)展,升級(jí)創(chuàng)新。其中,由中國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《食用酵素良好生產(chǎn)規(guī)范》《食用植物酵素》《厭氧顆粒污泥》和《食品加工用氨基酸》4項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)獲得了工信部百項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)示范項(xiàng)目的稱號(hào),這些示范項(xiàng)目的發(fā)布,對(duì)于擴(kuò)大生物發(fā)酵團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的影響力、推動(dòng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施具有重要意義。
“十三五”期間,生物發(fā)酵行業(yè)高度重視發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調(diào)與可持續(xù)性,通過落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排政策,大力推進(jìn)綠色制造、智能制造體系建設(shè)[2],推廣“綠色制造”標(biāo)識(shí)認(rèn)定等工作,開展綠色工廠和綠色產(chǎn)品的評(píng)價(jià)[3],使得我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)主要污染物排放量持續(xù)下降[4],綜合利用水平持續(xù)上升,能耗、水耗均下降20%以上。目前我國(guó)生物發(fā)酵領(lǐng)域有20余家企業(yè)、40余種產(chǎn)品獲得“綠色制造”標(biāo)識(shí)的使用許可,十余家工廠認(rèn)定為綠色工廠。
“十四五”期間,國(guó)際貿(mào)易戰(zhàn)的延續(xù)以及新冠疫情對(duì)全球經(jīng)濟(jì)的影響,造成全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展低迷,經(jīng)濟(jì)環(huán)境更加復(fù)雜,這些都將對(duì)我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)造成重大影響?!笆奈濉睍r(shí)期作為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)兩步走的開局階段,將具有承前啟后的歷史作用,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)也將進(jìn)入補(bǔ)短板、強(qiáng)弱項(xiàng)、促改革的高質(zhì)量發(fā)展階段。
2.1.1實(shí)現(xiàn)從生物發(fā)酵大國(guó)向生物發(fā)酵強(qiáng)國(guó)的跨越
“十三五”期間,我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)升級(jí)和產(chǎn)能提升方面取得了明顯的成績(jī),我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)大國(guó)的地位得到進(jìn)一步鞏固,但是“大而不強(qiáng)”的現(xiàn)狀依然沒有改變,發(fā)展的任務(wù)還十分艱巨?!笆奈濉睍r(shí)期,繼續(xù)保持生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)健康平穩(wěn)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)年均增長(zhǎng)率達(dá)8%左右,爭(zhēng)取用10年左右時(shí)間建成生物發(fā)酵世界強(qiáng)國(guó),實(shí)現(xiàn)由大到強(qiáng)的跨越。
2.1.2實(shí)現(xiàn)由跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越
十九屆五中全會(huì)提到,到2035年,我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技實(shí)力、綜合國(guó)力將大幅躍升,關(guān)鍵核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破,進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家前列。針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的關(guān)鍵技術(shù)短板,要下大力氣引聚創(chuàng)新資源,加強(qiáng)上下游產(chǎn)業(yè)資源與科研機(jī)構(gòu)緊密結(jié)合,組織各界力量重點(diǎn)攻克核心關(guān)鍵瓶頸技術(shù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中原料、工藝、設(shè)備等環(huán)節(jié)的先進(jìn)生產(chǎn)制造,實(shí)現(xiàn)從跟跑并跑到領(lǐng)跑的跨越。
2.2.1標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)
2.2.1.1 基因工程菌和新產(chǎn)品審批問題
在“健康中國(guó)”行動(dòng)的深入推進(jìn)下,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)研發(fā)的很多產(chǎn)品均為新食品原料、新食品及飼料添加劑、新化妝品原料,國(guó)家對(duì)此實(shí)施審批許可和目錄管理,盡管相關(guān)規(guī)定清晰,但審核周期往往經(jīng)歷漫長(zhǎng),不利于行業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。
2.2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)缺乏問題
新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品缺乏食品安全標(biāo)準(zhǔn),致使市場(chǎng)監(jiān)管總局按照現(xiàn)行食品安全法規(guī)定,無(wú)法新增產(chǎn)品生產(chǎn)類別,導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法獲得生產(chǎn)許可證,影響了產(chǎn)品入市。
2.2.1.3 團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可問題
按照《標(biāo)準(zhǔn)化法》的有關(guān)規(guī)定,國(guó)家構(gòu)建了包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的新標(biāo)準(zhǔn)體系,但在實(shí)際工作當(dāng)中,各地行政審批部門對(duì)于團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)接受程度不同,使得其在地方的應(yīng)用差異較大。
2.2.2核心技術(shù)
氨基酸、酶制劑等行業(yè)關(guān)鍵核心菌種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題,仍然是行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”問題。新菌種、新酶的挖掘,高產(chǎn)菌株關(guān)鍵基因位點(diǎn)的挖掘與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面與國(guó)外公司相比還存在很大差距。生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)專用的異構(gòu)酶和酶的固定化技術(shù)、發(fā)酵條件和工藝水平上的改進(jìn)和優(yōu)化、連續(xù)離交或色譜分離、膜分離裝備等分離提取高端裝備和高效的分離提取技術(shù),新產(chǎn)品檢測(cè)、性能、特性和功能評(píng)價(jià)技術(shù),自控及智能化控制水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距明顯。
原創(chuàng)核心成果有限。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)核心技術(shù)研發(fā)主要依靠科研院所,導(dǎo)致科研力量分散科研成果產(chǎn)業(yè)化能力相對(duì)較弱,研發(fā)與產(chǎn)業(yè)推廣脫節(jié)嚴(yán)重。雖然企業(yè)研發(fā)投入比例較之前有明顯增加,但與國(guó)外企業(yè)相比仍顯不足,市場(chǎng)開發(fā)主要依靠模仿跟蹤。
2.2.3市場(chǎng)環(huán)境
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)大宗產(chǎn)品中低端產(chǎn)品已經(jīng)飽和,價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈。國(guó)內(nèi)企業(yè)更多的是重視生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品戰(zhàn)略儲(chǔ)備相對(duì)不足,下游應(yīng)用研究力度不夠,市場(chǎng)沒有充分打開。在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中,我國(guó)產(chǎn)品多以低價(jià)、量大來占領(lǐng)銷售市場(chǎng),被反傾銷的案例較多。
國(guó)外產(chǎn)品其質(zhì)量及成本較國(guó)內(nèi)產(chǎn)品具有很大優(yōu)勢(shì),高端產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形成壟斷,跨國(guó)企業(yè)利用其全球化布局,在諸多方面形成與國(guó)內(nèi)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),給我國(guó)本土企業(yè)開拓國(guó)外市場(chǎng)帶來挑戰(zhàn)。
國(guó)內(nèi)下游應(yīng)用研究力度不夠,針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的產(chǎn)品應(yīng)用層面的配方設(shè)計(jì)供給不足,對(duì)于現(xiàn)行互聯(lián)網(wǎng)的營(yíng)銷模式運(yùn)用缺乏。另一方面,是科普宣傳不夠,使得消費(fèi)者對(duì)如益生菌產(chǎn)品和酵素產(chǎn)品期望值過高,造成產(chǎn)品市場(chǎng)的混亂。
2.3.1符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求
十九屆五中全會(huì)通過的《關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二○三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)建議》中明確的“十四五”期間的12項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),為生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)未來五年的發(fā)展指明了方向。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)始終是生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)堅(jiān)持發(fā)展動(dòng)力所在,開發(fā)個(gè)性化、多樣化、高檔化、綠色化原料及產(chǎn)品,保證產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈安全,滿足消費(fèi)市場(chǎng)和應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求,給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的機(jī)會(huì)。
2.3.2符合國(guó)家綠色發(fā)展的戰(zhàn)略要求
推動(dòng)綠色發(fā)展是十九屆五中全會(huì)通過的關(guān)于“十四五”時(shí)期重點(diǎn)任務(wù)之一。如何加快綠色低碳發(fā)展,全面提高資源利用率,在推進(jìn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的同時(shí),解決各類環(huán)保問題,走出一條生態(tài)發(fā)展的道路是亟須解決的重要問題。生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)綠色低碳加工方式,是順應(yīng)自然、保護(hù)自然的產(chǎn)業(yè),同時(shí)也為下游產(chǎn)業(yè)提供了實(shí)現(xiàn)綠色加工方式的工具和解決方案。
2.3.3產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)
我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)規(guī)模化效應(yīng)已經(jīng)形成,氨基酸、有機(jī)酸、淀粉糖及多元醇等產(chǎn)能及產(chǎn)量多年穩(wěn)居世界第1位。產(chǎn)品整體質(zhì)量明顯提升,產(chǎn)品品種不斷增加,市場(chǎng)占有率持續(xù)提高,國(guó)產(chǎn)化能力繼續(xù)提升,將原料吃干榨凈的發(fā)展模式使產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力在國(guó)際上處于高水平。我國(guó)玉米加工產(chǎn)品的品種與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有新發(fā)展空間。
2.4.1補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)鏈短板
加強(qiáng)新原料的發(fā)掘。目前,生物發(fā)酵工業(yè)所用原料包括玉米、大米、小麥、薯類、糖蜜等,其中80%以上是玉米,玉米約占生產(chǎn)成本的40%。近十幾年有關(guān)玉米深加工產(chǎn)業(yè)政策變化較大,玉米的價(jià)格始終處于波動(dòng)狀態(tài)。原料對(duì)于行業(yè)發(fā)展的限制已經(jīng)日益凸顯?!笆奈濉逼陂g,應(yīng)加快新原料的開發(fā)和現(xiàn)有原料的替代,逐步降低對(duì)玉米原料的依賴。
優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。目前生物發(fā)酵產(chǎn)品大多數(shù)還是應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域的低值的大宗產(chǎn)品,缺少用于醫(yī)藥、健康防護(hù)等領(lǐng)域的高端產(chǎn)品,不能適應(yīng)市場(chǎng)變化的需求?!笆奈濉睍r(shí)期,要推動(dòng)行業(yè)做好主產(chǎn)業(yè)鏈條,不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域,發(fā)展中高端產(chǎn)品,使高端產(chǎn)品產(chǎn)量占比在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加10%以上。產(chǎn)品形式可根據(jù)用戶要求進(jìn)行個(gè)性化定制,滿足市場(chǎng)需求。通過加快原料挖掘和優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),逐步實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料替代石化原料、生物質(zhì)產(chǎn)品替代化工產(chǎn)品,進(jìn)而提升整個(gè)生物發(fā)酵技術(shù)水平。
2.4.2提升菌種水平
菌種是生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的核心,“十四五”期間,大力圍繞提升生產(chǎn)菌種性能和自主產(chǎn)權(quán)、原料利用率、糖酸轉(zhuǎn)化率展開攻關(guān)。通過開發(fā)生物功能的定量解析和描述方法,建立多層次、多目標(biāo)函數(shù)的數(shù)字化細(xì)胞設(shè)計(jì)工具,形成高性能菌種按需計(jì)算設(shè)計(jì)的能力;建設(shè)自動(dòng)化DNA合成裝配、基因組自動(dòng)化編輯平臺(tái)技術(shù)體系,通過自動(dòng)化機(jī)器人實(shí)現(xiàn)大片段DNA高通量自動(dòng)化合成組裝和基因組整合;建設(shè)高通量微型發(fā)酵、定量分析化學(xué)測(cè)試和定量生物學(xué)測(cè)試技術(shù)平臺(tái),快速分析菌種的發(fā)酵性能、生理特征及代謝瓶頸,指導(dǎo)菌種的持續(xù)設(shè)計(jì)改造;建立高效的極端發(fā)酵環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化技術(shù),持續(xù)提升菌種水平。
2.4.3推動(dòng)智能制造
2.4.3.1 提升發(fā)酵過程在線檢測(cè)與自動(dòng)控制技術(shù)
研究并應(yīng)用在線檢測(cè)及分析軟硬件,實(shí)現(xiàn)發(fā)酵原料和發(fā)酵過程生化信息等多參數(shù)的高效采集;構(gòu)建基于過程控制技術(shù)、智能工程技術(shù)、代謝工程技術(shù)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)和發(fā)酵工程技術(shù)的集約型發(fā)酵過程控制系統(tǒng),進(jìn)行發(fā)酵過程狀態(tài)預(yù)測(cè)和模式識(shí)別、在線控制與優(yōu)化以及故障診斷和預(yù)警;通過高精度在線檢測(cè)和自動(dòng)控制的技術(shù)集成,建立不同發(fā)酵產(chǎn)品工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)運(yùn)行模式,提升發(fā)酵過程控制技術(shù)水平,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)酵過程控制應(yīng)用技術(shù)。
2.4.3.2 優(yōu)化分離純化共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備
推動(dòng)先進(jìn)膜分離、色譜分離、智能電滲析等先進(jìn)分離提取技術(shù)的應(yīng)用,推進(jìn)適合工業(yè)化的高效分離設(shè)備及裝置的開發(fā)和優(yōu)化,在膜分離、層析分離和工業(yè)色譜等方面形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備產(chǎn)品,提高分離效率、減少介質(zhì)污染、提升產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本。
2.4.3.3 優(yōu)化智能生物反應(yīng)器
開發(fā)具備物理狀態(tài)及生理代謝狀態(tài)多參數(shù)采集的高級(jí)發(fā)酵罐罐體、過程先進(jìn)檢測(cè)儀表尾氣檢測(cè)儀、活細(xì)胞量檢測(cè)儀、電子嗅代謝物測(cè)定儀、在線紅外分析儀、電子顯微攝像儀等;達(dá)到發(fā)酵過程各道工序的自動(dòng)化控制,開發(fā)過程離線和在線多參數(shù)數(shù)據(jù)采集和存檔的智能化軟件,進(jìn)行根據(jù)生物代謝特性規(guī)律的系統(tǒng)程序編輯,以實(shí)現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的自識(shí)別與診斷功能;開發(fā)根據(jù)不同發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)過程的代謝參數(shù)實(shí)施針對(duì)性的自動(dòng)化反饋優(yōu)化調(diào)控技術(shù)。
2.4.3.4 開發(fā)智能化分離純化裝備
開發(fā)具有快速、精準(zhǔn)識(shí)別組分差異、適于規(guī)模化精準(zhǔn)分離純化的分離介質(zhì)以及智能化膜分離純化裝備、智能化色譜分離裝備。
2.4.4推進(jìn)綠色制造節(jié)能環(huán)保
2.4.4.1 大宗生物發(fā)酵產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)
創(chuàng)制谷氨酸、賴氨酸、檸檬酸、乳酸、酵母等大宗生物發(fā)酵產(chǎn)品濃醪發(fā)酵等發(fā)酵技術(shù),建立綠色提取精制技術(shù),實(shí)現(xiàn)大宗產(chǎn)品發(fā)酵工藝的全流程重構(gòu)與清潔生產(chǎn)。解決大宗生物發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)過程有機(jī)廢水排放高和分析提取過程酸堿排放高的問題。完成發(fā)酵原料水解、過程控制到提取精制的系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新。
2.4.4.2 酶蛋白生產(chǎn)發(fā)酵控制技術(shù)
通過分析酶蛋白發(fā)酵過程中碳源、氮源等原料成分,解析細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)、產(chǎn)酶水平及營(yíng)養(yǎng)環(huán)境變比,確定發(fā)酵過程條件。解決酶蛋白發(fā)酵過程中原料利用率低、菌種難以高水平發(fā)揮效能等問題,提高原料利用率和發(fā)酵水平。
2.4.4.3 可循環(huán)與零排放工藝設(shè)計(jì)研究
通過對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的非目標(biāo)廢液的循環(huán)和蒸發(fā)水的回收設(shè)計(jì),運(yùn)用水資源高效利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)可循環(huán)和零排放的目的。
技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)圍繞提升生產(chǎn)菌種性能和自主產(chǎn)權(quán)、原料利用率、糖酸轉(zhuǎn)化率、分離提取收率等技術(shù)水平;注重節(jié)能、節(jié)水、清潔生產(chǎn)、環(huán)保技術(shù)開發(fā)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)綠色制造;加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā),增加企業(yè)新產(chǎn)品的儲(chǔ)備,深化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性調(diào)整,實(shí)現(xiàn)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
2.4.5完善標(biāo)準(zhǔn)保駕護(hù)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2018年1月起實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)化法在原有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系中增加了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),賦予了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)法律地位。新型標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)定了安全標(biāo)準(zhǔn)制定強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(包括術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)和分類標(biāo)準(zhǔn))制定推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);管理標(biāo)準(zhǔn)(包括企業(yè)良好生產(chǎn)規(guī)范和衛(wèi)生規(guī)范等)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);方法標(biāo)準(zhǔn)制定國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),起引領(lǐng)作用技術(shù)要求制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)品制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其余產(chǎn)品制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前,生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)居多,未來,圍繞提升產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)品種類、創(chuàng)新產(chǎn)品品牌、淘汰落后產(chǎn)能的原則,加快產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(如酵素、益生制品、生物資源提取等新興行業(yè)),通用標(biāo)準(zhǔn)(如管理標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能環(huán)保與綜合利用標(biāo)準(zhǔn)、綠色制造標(biāo)準(zhǔn)、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等)、裝備標(biāo)準(zhǔn)(如發(fā)酵設(shè)備、分離設(shè)備、提取設(shè)備、環(huán)保設(shè)備、包裝設(shè)備等)的研制,使行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)覆蓋率達(dá)到80%以上。
2.5.1充分發(fā)揮協(xié)會(huì)職能,定期開展產(chǎn)業(yè)調(diào)研
深度發(fā)掘產(chǎn)業(yè)發(fā)展中遇到的共性問題及卡脖子問題,同時(shí)充分利用國(guó)家產(chǎn)業(yè)扶持政策,爭(zhēng)取獲得政策支持。
2.5.2建立立體、交叉、多層次的政產(chǎn)學(xué)研用合作平臺(tái)
充分發(fā)揮政府引導(dǎo)和市場(chǎng)主導(dǎo)作用,以重大項(xiàng)目為抓手推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作,優(yōu)化整合優(yōu)勢(shì)資源,加速創(chuàng)新要素聚集,實(shí)現(xiàn)科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的融合發(fā)展。針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的集中問題,集中科技、人才、資源等關(guān)鍵要素,根據(jù)專業(yè)領(lǐng)域建設(shè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,針對(duì)“共性關(guān)鍵”問題,實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)上下游,產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作,突破一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。
2.5.3堅(jiān)持綠色、智能創(chuàng)新,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)
有針對(duì)地設(shè)立綠色低碳技術(shù)服務(wù)專項(xiàng),突破制約行業(yè)發(fā)展瓶頸,提升生物發(fā)酵行業(yè)綠色制造和智能制造水平,逐步完成從源頭到末端,從清潔生產(chǎn)到末端治理,從生產(chǎn)工序自動(dòng)化到整個(gè)車間智能化的提升和改造。
2.5.4優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)體系,引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
建立并完善生物發(fā)酵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,加快新型行業(yè)產(chǎn)品和方法標(biāo)準(zhǔn)的供給,探討和建立科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)良好生產(chǎn)規(guī)范、綠色標(biāo)準(zhǔn)、智能標(biāo)準(zhǔn)以及通用標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善。
2.5.5開展國(guó)際交流,服務(wù)企業(yè)走出去
舉辦細(xì)分行業(yè)國(guó)際論壇,加強(qiáng)國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的交流和學(xué)習(xí)。通過論壇、沙龍、座談等活動(dòng)在會(huì)員之間分享海外發(fā)展的成功案例。與優(yōu)秀的咨詢機(jī)構(gòu)建立深度合作,為企業(yè)提供拓展海外市場(chǎng)的政策、法律和信息等服務(wù)。
生物助推科技,發(fā)酵引領(lǐng)未來?!笆奈濉鄙锇l(fā)酵產(chǎn)業(yè)將以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo),在高質(zhì)量發(fā)展意見指導(dǎo)下,就研發(fā)新品種、開發(fā)分離提取技術(shù)與裝備,提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)綠色制造,增加新產(chǎn)品儲(chǔ)備,開發(fā)高端產(chǎn)品,開拓應(yīng)用領(lǐng)域,增加標(biāo)準(zhǔn)有效供給,以消費(fèi)需求引領(lǐng)產(chǎn)品生產(chǎn),提高市場(chǎng)動(dòng)力,逐步樹立生物助推科技,發(fā)酵引領(lǐng)未來的理念,從而實(shí)現(xiàn)讓生物發(fā)酵賦能健康中國(guó)的目標(biāo)。
食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)2021年2期