突破產(chǎn)業(yè)“卡脖子”技術(shù)難題

“這藍罐兒的奶粉咋這么貴？”“荷蘭進口的，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。”張?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隊成員、食品科學與工程學院青年教師張喆說，三年時間，張老師和團隊成員只要不上課、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‘攔路虎’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到84.2%；建立的噴霧干燥活性保護體系使菌株存活率達到93.5%?！眻F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，達到國際先進水平。

“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?！睆?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)高通量篩選保護劑，是今后的主要研究方向?！苯酉聛淼墓ぷ鳎瑥?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90年代，尤其是近20多年來，張?zhí)m威帶著他的團隊跋山涉水，遠赴甘肅南部、內(nèi)蒙古、新疆、青海和西藏等地牧區(qū)，走進農(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，準備隨身帶回實驗室作分析。不料，在機場安檢時安檢員不讓帶進候機廳，最后只能辦理改簽，打包托運帶回。

功夫不負有心人。幾年下來，張?zhí)m威和團隊從牧區(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與工程學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)于張老師和他的團隊的故事?！睆垎瓷钣懈杏|。他負責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>

希望每一名學生成人成才

國家科技進步獎二等獎，教育部科技進步獎二等獎，黑龍江省科技進步獎一等獎……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》《食品安全質(zhì)量檢測學報》《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》編委等多項學術(shù)職務(wù)。

“科研可以反哺教學。一名稱職的大學教師，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。無論出差歸來風塵仆仆，還是剛從實驗室出來一身疲憊，只要一走進教室，登上講臺，他就迅速轉(zhuǎn)換角色，立刻充滿激情。

張?zhí)m威以團隊青年教師和博士生為主組織實驗設(shè)計團隊，以實驗室作為教學實踐平臺，為本科生量身定制綜合實驗，使學生能夠觸摸到學科前沿。他還結(jié)合行業(yè)和社會熱點采用案例教學和啟發(fā)式教學，融入思政元素，激發(fā)學生學習興趣。“張老師講課很有感染力。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、發(fā)酵食品工藝學和乳品工藝學等專業(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。

在學校，張?zhí)m威喜歡到實驗室站在學生身后看看。有學生實驗操作不規(guī)范，無論是研究生還是本科生，他都會指出來，并親自演示，直到學生改正、掌握。功能菌株挖掘過程涉及很多復雜基礎(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隊青年教師和研究生一遍遍修改，和他們一次次討論?！拔⑿湃航?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。他在盡心竭力引導我們成為有思想的科研人而不是工具人?！壁w茂臻說。

教學科研之外，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生品嘗，公丕民求學時就曾在端午節(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’?？此屏闼榈纳钇危瑓s是通往快樂星球的秘密通道?！睆?zhí)m威的學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威扶掖學生的故事?！白屆總€學生都成人成才，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，將科學研究融入國家發(fā)展中，把論文寫在祖國大地上，推動學術(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。