近日，福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司自主研發(fā)的FX-1固態(tài)生物酶制劑實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，相關(guān)產(chǎn)品正式投產(chǎn)。

近年來，在“大品牌、大市場(chǎng)、大企業(yè)”戰(zhàn)略引領(lǐng)下，卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)煙葉原料需求不斷增加，原料供需結(jié)構(gòu)性矛盾日益凸顯。

利用生物酶處理卷煙原料，是提高原料品質(zhì)的一個(gè)新途徑。福建中煙副總經(jīng)理林榮欣表示，原料保障對(duì)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展有著重要作用，原料領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)研究潛力巨大、大有可為，要集中優(yōu)勢(shì)資源推動(dòng)相關(guān)技術(shù)研究的開展，加快成果轉(zhuǎn)化，打通原料技術(shù)應(yīng)用的“最后一公里”。

2010年，福建中煙啟動(dòng)煙草生物技術(shù)研究；2019年，福建中煙建立“基于提升卷煙原料使用價(jià)值的生物技術(shù)應(yīng)用研究”重大專項(xiàng)項(xiàng)目組，與高校及科研院所合作，借力發(fā)力，以此打開研究局面。

反復(fù)驗(yàn)證 不棄不餒

項(xiàng)目組廣撒網(wǎng)，搜羅了全國(guó)多地不同特性的煙葉原料，從中分離純化出1000余株可培養(yǎng)微生物，以找到理想的酶原料。

“為了篩選到能降解纖維素和淀粉等大分子物質(zhì)的微生物菌株，大伙兒扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室里，與儀器做伴、與數(shù)據(jù)為伍?！表?xiàng)目組成員、福建中煙技術(shù)中心原料研究部副主任陳義強(qiáng)說。

經(jīng)過多年努力，項(xiàng)目組篩選出50余株煙草大分子降解微生物，從中優(yōu)選出一系列能夠提升煙葉醇化效率和品質(zhì)的功能性菌株，按功能分類對(duì)菌株進(jìn)行鑒定和保藏，初步形成了一個(gè)專屬的微生物資源庫(kù)。篩選出合適微生物，才能從中分離出有效的生物酶。

不同微生物有不同脾性、不同生長(zhǎng)周期。

因此，項(xiàng)目組成員常常泡在實(shí)驗(yàn)室，兩人一組，幾天幾夜不間斷地取樣，只為畫出微生物生命曲線，找到其生命活力最旺盛的時(shí)期。

項(xiàng)目組在不同原料上反復(fù)驗(yàn)證，最終精選出一株能顯著提高卷煙原料品質(zhì)的功能菌株，通過發(fā)酵時(shí)間、溫度、培養(yǎng)基組分等研究，掌握了最佳發(fā)酵工藝條件，從目標(biāo)菌株中分離制備出了液態(tài)酶制劑。

“液態(tài)酶制劑生性敏感，對(duì)貯存環(huán)境、運(yùn)輸條件、使用方法都極為挑剔，而固態(tài)酶制劑則相對(duì)穩(wěn)定高效，易貯存、易運(yùn)輸，要想在卷煙生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用生物酶制劑，轉(zhuǎn)變其物理形態(tài)勢(shì)在必行?！表?xiàng)目組成員、福建中煙技術(shù)中心原料研究部員工龍騰說。

在實(shí)驗(yàn)室及中試條件下，項(xiàng)目組邊試驗(yàn)邊摸索邊總結(jié)，取得了從無到有的新突破。通過對(duì)目標(biāo)菌株進(jìn)行遺傳背景分析、發(fā)酵條件優(yōu)化、酶學(xué)特性分析、酶分離純化及制備等系統(tǒng)研究，項(xiàng)目組終于成功研制出福建中煙第一款具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的固態(tài)酶制劑——FX-1。

還來不及細(xì)品階段性成功的喜悅，下一道難題亟待解決——固態(tài)酶制劑如何實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)？中試生產(chǎn)試驗(yàn)是繞不開的環(huán)節(jié)。

2020年年初，項(xiàng)目組正緊鑼密鼓開展FX-1固態(tài)酶制劑中試生產(chǎn)試驗(yàn)，疫情的突襲導(dǎo)致合作單位人手不足?！把芯窟M(jìn)度不等人，我們項(xiàng)目組成員立馬赴合作單位頂上，既當(dāng)技術(shù)員又當(dāng)操作工?！饼堯v說。經(jīng)過數(shù)月鏖戰(zhàn)，項(xiàng)目組終于攻克了固態(tài)酶制劑中試生產(chǎn)難題。2020年10月，第一批次FX-1固態(tài)酶制劑工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)正式開始。

在工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)中，項(xiàng)目組成員不斷調(diào)整參數(shù)，但得到的全是奇形怪狀的酶塊，且得率低，改善效果始終不達(dá)標(biāo)，大家臉上布滿愁容。

“別灰心，先前攻克了一道道難關(guān)，靠的就是大家頑強(qiáng)的韌勁和不服輸?shù)臎_勁，這次也一樣，大家鼓起干勁、繼續(xù)攀登！”陳義強(qiáng)為大家鼓勁。

成員們快速調(diào)整情緒，一邊翻查資料，一邊與專家進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，集中火力解決固態(tài)酶脫水成粉又不失活的問題。采取工藝優(yōu)化和設(shè)備改造雙管齊下的方式，經(jīng)過無數(shù)輪發(fā)酵工藝、噴霧干燥、膜過濾精制工藝優(yōu)化試驗(yàn)，2021年元旦前夕，他們終于實(shí)現(xiàn)了FX-1固態(tài)酶制劑的工業(yè)化生產(chǎn)，這使項(xiàng)目組人員信心大增。

順利投產(chǎn) 轉(zhuǎn)化成果

然而，光靠實(shí)驗(yàn)室的突破不足以支撐產(chǎn)品創(chuàng)新，還必須將科研成果與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用環(huán)境及卷煙產(chǎn)品相結(jié)合，讓創(chuàng)新發(fā)揮倍增效應(yīng)。

成員們隨即開展FX-1固態(tài)酶制劑在卷煙原料上的應(yīng)用研究?！爸苯幼饔糜跓熃z，綜合效益的確最大，但是高風(fēng)險(xiǎn)與之并存?！表?xiàng)目組成員馬鵬飛介紹，“再造煙葉則不同，其生產(chǎn)線工藝匹配度及原料特性，決定了用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)固態(tài)生物酶制劑的添加，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與生產(chǎn)有效結(jié)合。”

說干就干，項(xiàng)目組將實(shí)驗(yàn)室搬到金閩公司。面對(duì)新問題，生物酶制劑的添加量應(yīng)設(shè)定為多少?zèng)]有可參考的數(shù)值，需要項(xiàng)目組從實(shí)踐中獲得。

既然生物酶制劑有助于提高煙葉品質(zhì)，理應(yīng)越多越好。他們逐步加量，結(jié)果卻適得其反。“加量不行，試試減量呢？”馬鵬飛提出建議。

于是，他們將生物酶制劑添加量逐次遞減。大家三天三夜蹲守在車間，每?jī)尚r(shí)取一次樣，以感官品吸為主，輔以化學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，以此判斷生物酶制劑是否有效發(fā)揮效用。

功夫不負(fù)有心人。今年8月，第一批添加了生物酶制劑的再造煙葉順利投產(chǎn)，福建中煙也迎來又一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化的重要時(shí)刻。

生物酶制劑應(yīng)用在同等質(zhì)量煙葉原料中能降低成本，應(yīng)用在同等成本煙葉原料中能提高其質(zhì)量，可以顯著提升經(jīng)濟(jì)效益，助推企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為激發(fā)品牌活力注入科技新動(dòng)能。