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第九屆僑界貢獻獎人物風採錄(二十四)
徐慧:助力維C產業綠色跨越式發展
2023年04月21日09:53  來源:中國僑聯

徐慧,現任中國科學院沈陽應用生態研究所研究員、博士生導師,深耕維生素C生物發酵技術領域25年,開展從上游生物發酵新技術到下游大宗廢棄物資源化利用技術的協同創新,實現了全鏈條跨越式發展,對提高遼寧企業核心競爭力,實現“雙碳”目標具有重要意義。曾獲省部級獎勵7項,授權專利25項(其中國際專利1項),發表論文90余篇,其中SCI/EI檢索50余篇。

維生素C的“瘦身”革命

維C生物發酵是一種非常獨特的“混菌發酵”,由產酸菌和伴生菌協同完成,產酸菌進行糖-酸生物轉化,但必須依賴伴生菌才能進行生長和產酸。這種伴生依賴性是一把雙刃劍,產酸菌與伴生菌之間又存在著營養和生態位競爭,使混菌體系極易失衡,導致發酵穩定性差、整體效率低。這種伴生依賴性是長期以來阻礙維C發酵效率提升的一個關鍵技術瓶頸。

1997年,徐慧歸國后馬上投入到維C發酵新技術研發工作中。在上一代老科學家的帶領下,中國科學院沈陽應用生態所與東北制藥集團組成了三十余人的聯合攻關團隊,把專家工作室和實驗室直接設在了萬噸維C生產線旁,以便深入了解生產需求,隨時發現存在問題,及時開展科技攻關,使研發成果能在生產上第一時間獲得驗証和應用。徐慧帶領團隊首先探索了伴生菌的伴生規律和機理,率先明確並制備出伴生活性制劑。同時,系統地考察了關鍵轉化酶(山梨糖脫氫酶和古龍酸還原酶)的酶學和催化特性,再把伴生活性制劑技術與酶促雙平台調控技術相結合,最終集成並創建了解除伴生依賴性的維C單菌發酵新技術。新技術使Vc發酵的古龍酸收率提高4.3個百分點,發酵周期縮短17.2%,同時節省原材料和能耗16.4%,整體發酵效率提高了27%。這項新成果突破了發酵效率難以再提升的技術瓶頸。伴生依賴性解除新技術已應用於東北制藥集團股份有限公司,取得了顯著的經濟效益:三年內累計新增銷售額5.01億元,新增利潤2.03億元,新增稅收6079萬元。

開啟集約化、綠色化、智能化的升級通道

在研究維C生物發酵技術的時候,企業又提出了維C大宗廢渣液資源化利用的課題。維C廢渣和廢液數量大(以萬噸計)、濃度高(COD值10萬至100萬mg/L)、難處理(難聚凝或強酸性),此前一直都未能研發出可行的解決方案。徐慧和研發團隊在研究之初對這一領域並不熟悉,對此進行的研究幾乎均是國內外的首次嘗試。徐慧帶領團隊在十年時間裡孜孜不倦,先后探索了多種技術路線,雖歷經多次失敗,但在不懈堅持下終於成功研發出把維C廢渣液制備成新型(生物)有機肥的可行途徑。新技術以廢渣液為主要原料制備新型(生物)有機肥和微生物菌劑產品,使其100%資源化利用,從根本上減排COD,節省環保成本。同時為農業提供了大量優質生物有機肥,實現了變廢為寶。團隊研發出來的新型(生物)有機肥已經在草莓、藍莓、櫻桃、西瓜、葡萄、南國梨、辣椒、水稻、甜菜、玉米等果蔬的實際生產中獲得了應用並取得良好的增產提質效果。在廢渣液制備新型肥料技術獲得成功后,團隊又面臨如何推進成果產業化的難題,這是更大的挑戰。經歷了尋找投資、選擇廠址、設計施工、取得環保手續和生產資質等一系列艱難和繁雜手續后,最終在遼寧德神微生物科技有限公司和沈陽頤康環境生物科技有限公司等單位實現了成果轉化和產業化。年產3萬噸(生物)有機肥的沈陽頤康環境生物科技有限公司自動化工廠於2021年10月建成投產。同時,在徐慧和團隊的支持下,遼寧德神微生物科技有限公司年產5萬噸的“農用生物菌劑”項目也於2021年12月建成。上述(生物)有機肥和農用生物菌劑產品預計應用農田面積可達200-400萬畝,減少化肥用量1萬-2萬噸/年,減少COD排放量1.3萬噸/年,相當於CO2減排2.35萬噸/年,在為綠色農業、有機農業提供了優質生物有機肥的同時,更為遼寧實現碳達峰和碳中和目標作出重要貢獻。

徐慧帶領研發團隊深耕維C發酵產業的技術創新25年,善於開拓創新,勇於迎難而上,推動“產學研用”深度融合,在上游實現了解除伴生依賴性單菌發酵技術,大幅度提高了維C發酵效率,增強了我國維C發酵產業的核心競爭力﹔在下游把維C大宗廢棄物進行100%資源化利用,實現了維C產業的綠色跨越式發展,同時形成新型微生物肥料,為農田土壤開發提供了大量優質生物有機肥,為農業生產提質增效和鄉村振興作出重要貢獻。

徐慧研究員曾獲遼寧省科技進步獎一、二等獎、農業農村部“神農中華”農業科技獎二等獎等省部級獎勵7項,2020年在新疆庫車市組建農業微生態技術實驗室,為科技援疆作出了新貢獻。

(責編:張鑫雨、劉婷婷)
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