武漢市黃陂區振興村,座落在武漢與黃岡交界處,是該市最為偏遠的“窮鄉僻壤”。這里土壤貧瘠,大部分是野草陳雜的碎石沙坡地。村里青壯農民因土壤收成貧薄,大都無奈外出務工。
陽春三月,記者乘坐越野車,在振興村的田間小道馳騁。說是田間小道,路的兩旁卻并非農田,而是曾經雜草叢生的荒坡地。現如今,這里人為地植滿了“野火燒不盡,春風吹又生”的野草。兩臺大型農耕機翻過的土地上,隨處可見形同生姜的“野草”塊莖——菊芋。
菊芋,又名洋姜,是一種無農藥污染、無病蟲危害、富含水溶性膳食纖維的純天然綠色食物。菊芋抗旱、防沙固沙能力驚人,好養活,但易腐爛,難存儲,深加工利用長期處于空白狀態。農戶種植菊芋,利潤微薄,甚至有虧無賺。“功過相抵”后,它成為了“無人理睬”的野草。
2013年,武漢黃陂區及鄰近的孝感市,近6000余畝的成片荒坡地栽種上了這種“野草”。算上新疆、甘肅、湖南、山東等地,全國已有3萬余畝的菊芋種植面積。這是農業種植史上,第一次大規模栽種“菊芋”類野生植物,也是全球首次機械化規模收割菊芋。
這些“野草”的主人,是一家名為“英紐林生物科技有限公司”(以下簡稱英紐林)的企業。他們運用世界獨創、具自主知識產權的菊粉(菊糖)浸提純化加工生產線,從菊芋中提取出果聚糖純度達國際先進水平的高純度菊粉;他們圍繞菊粉益生元(又稱益菌生,英文名Probiotics),布局菊芋深加工全產業鏈開發與科技創新;他們以“菊芋經濟”,實現了農業產業化轉型,為農民們送上了看得見的“橫財”與“紅利”。
“上醫治未病”:藥學家投身“大健康產業”
菊粉,又稱果聚糖,它廣泛存在于大多數植物中,是可促進人體益生菌繁殖的可溶性膳食纖維。膳食纖維乃人體必需的營養素,在發達國家,被譽為“第七營養素”。研究發現,慢性非傳染性疾病人群大多缺乏這種營養物質的攝取。歐洲等發達地區,通過立法(類似我國食鹽加碘),將菊粉廣泛添加于奶粉、咖啡等日常食物中,以改善日趨嚴重的慢性疾病。全球四十多個國家將其列為了食品營養補充劑。在歐洲,菊粉產業化已經成熟。
我國“十二五”規劃已將其明確列入新資源食品。但由于我國菊粉益生元研究起步晚,九十年代后期才開始實驗室研究,其原料種植、浸提純化工藝和保健應用等方面,與國際先進水平相比,差距甚遠。我國現階段奶制品行業的菊粉供應,仍依賴國外進口。
就在我國興起菊粉研究之初,英紐林(時為慧康生物)董事長鄒愛標,就開始了同步的關注。鄒愛標,清華大學生物科學與技術系科班出身,我國他汀類降脂藥物主要研創者,心腦血管新藥研究與產業化的佼佼者。長期的研究,讓鄒愛標對菊粉在二型糖尿病、腸道健康、降脂減肥等方面優良的預防與改善功效,積累了深刻認識。促使他毅然投身菊粉產業的,還是我國嚴重的慢性病“國情”:
隨著我國經濟的高速發展,人民生活水平大幅提高,飲食結構逐步西化(高脂高熱量),大大降低了膳食纖維(尤其是益生元類膳食纖維)的攝入量。糖尿病在我國人群中爆發性增長,我國現已為世界糖尿病第一大國。心腦血管病、肥胖癥、腸炎腸癌等各類“文明病”,也開始頻現。
一貫堅持“上醫治未病”健康理念的鄒愛標,深知慢性病難以藥物治愈,卻可通過預防降低其發生與增長率。菊粉的水溶性膳食纖維特質,易被人體“利用”,有效改善腸道有益菌群結構,維護腸道健康,從而“阻斷”慢性病發生的根本。人們每日攝取適量菊粉,便可有效預防和干預慢性病治療。全球30多年的益生元產業實踐表明,菊粉是最安全、最佳經濟效益比的益生元,因而應用也最為廣泛。在歐美,菊粉產業被公認為大健康產業的基石。鄒愛標深信,在中國,菊粉產業化與普及推廣,必將有效降低人群慢性病發病率,遏制高額、且仍在大幅增長的治療費用。
然而,我國落后的菊粉產業,能供給的菊粉量,遠滿足不了二型糖尿病患者食品輔助治療的需求,就更不論其他慢性病人群和健康人群的預防性需求了。
“按耐不住”的鄒愛標,毅然離開投身二十余年,并已取得優異業績的他汀類藥物開發領域。他請辭了某制藥集團總工程師職位,建立了英紐林生物科技有限公司,投入全部身家于菊粉全產業鏈開發。他聯合起清華大學、北京化工大學、湖北工業大學、中科院植物所、中國食品發酵工業研究院等高校、科研院所,協同攻關,大氣磅礴的同步布局與創新“原材料種植——農產品深加工——功能開發”三大核心板塊。保證國人不可或缺的營養素供給,改善全民健康,就是鄒愛標孜孜以求的中國“大健康產業”之夢。
“六年磨一劍”:破解菊粉工藝“核心級密鑰”
2006年,英紐林在北京組建第一條菊粉生產工藝線時,只能從30噸菊芋塊莖中,提取出1噸菊粉。六年后,這個比例從30∶1提高到15∶1,足足翻了一倍。英紐林菊粉的果聚糖含量,可達95%的高純度。公司現有菊粉生產工藝,完全同步于世界先進菊粉生產制備水平。做到這一步,英紐林依靠的只有四個字:自主研發。
如何提高菊粉的萃取率和菊粉的果聚糖純度,是整套工藝的技術難題。擁有菊粉提純先進生產線的國家,均對此實施了嚴格的技術保密。我國發展菊粉產業,從完整菊粉生產流水線設計、分離純化技術研發,到核心工藝設備配套選型,均沒有可參比的實例和路徑。
起初,英紐林以“蒸”的方式提取糖水,糖濃度雖高,但后續脫色工序極困難。他們也嘗試了乙醇沉淀法等多種提取法,效果仍差強人意。為此,英紐林聯合湖北工業大學,開展了“純水連續多級提取菊芋果聚糖的工業化技術及配套設備”研究。目前,研究成果已成功運用到英紐林的生產線,可實現一次投料300噸的提取工藝。
精制,整套提取純化工藝的核心。英紐林“死磕”上了國際最先進,被譽為“核心級密鑰”的色譜分離萃取技術。鄒愛標解釋,要將菊糖液體轉化為粉末狀菊粉,其液體濃度須達到45%以上。提純過程耗能、耗脫色劑不說,長時間的高溫狀態,還容易使果聚糖轉化為單糖。只有熟練掌握“色譜分離萃取技術”,才能一次性分離菊芋中多種有效成分,并確保產品純度、收率最大限度的提高,還能兼顧環保節能的優點。業界人士認為,企業掌握了該項生產性工藝技術,才真正能具備在這個領域的國際競爭力。
英紐林在與清華大學膜生物國家重點實驗室、北京化工大學協同攻關中,證明了“色譜技術分離菊粉,可一次性分離多種有效成分,且產品純度、收率均有較大提高”的結論,也完全掌握了該技術,能熟練運用其分離出菊粉的多種主要產品,萃取出的菊糖液體濃度達65%,遠高于制粉的基準濃度。該項技術現已成功應用于英紐林的菊粉產業化生產。截至目前,菊粉產業最為成熟的歐洲地區,也僅兩家企業能將該技術從實驗室搬到生產線,進行產業化生產。英紐林的成功,標志著我國打破了國外對色譜分離萃取技術的壟斷與封鎖,我國果聚糖純化技術達國際先進水平。
英紐林的菊粉生產線,隨處可見“細節化”的科技創新。菊粉生產企業,大多采用布袋除塵法收集干粉。菊粉吸濕性強,遇水即化。空氣中的水汽易使粉末“黏”在布袋上,造成布袋出口堵塞,嚴重的,甚至可引發設備故障。英紐林針對性的研發出“循環水噴淋法”,使干粉的出粉率由90%大幅提高到98%。英紐林采用的“真空低溫干燥工藝”,與傳統干燥技術相較,在同等干燥效果下,節能40%以上。
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