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象屿生化:纵深跃入生物研发“蓝海” 让生物科技助力新质生产力加速跑

来源:冰城+客户端 2024-09-01

上个月,黑龙江金象生化有限责任公司(简称象屿生化)受邀参加全球最大的B2B食品博览会之一——IFT食品科技展览会。在美国芝加哥,象屿生化作为世界知名的玉米深加工企业,向全球参展企业展示品牌影响力、高质量产品及专业化服务。随着象屿生化在海外的品牌影响力和国际话语权不断提升,黑龙江农产品跻身世界最高平台。

哈尔滨生物科技人员通过独创性的生产工艺,让小小的玉米变身“营养大咖”缬氨酸,成为饲料营养成分中举足轻重、不可或缺的要素,从而实现玉米价值的华丽蝶变。黑龙江金象生化有限责任公司成立9年来,一直致力于生物科技领域的研发创新,如今已成为国内领先的生物科技领域新玩家,同时更助力哈尔滨新质生产力加速奔跑。

象屿生化研发中心针对玉米加工链条上的各个环节进行技术研发,从淀粉、玉米蛋白粉、喷浆玉米皮等玉米初加工产品,到结晶糖等玉米深加工产品,更有苏氨酸、色氨酸、缬氨酸等经过生物发酵技术产生的高端发酵产品,形成了完整的玉米深加工全产业链条,产品销售范围遍及全国以及俄罗斯等欧美国家。

《黑龙江省“十四五”生物经济发展规划》提出,推动生物农业产业迈上千亿级,建设国家生物发酵产业集群,打造世界知名的氨基酸生产基地。由哈尔滨管理总部、研发中心及富锦产业园、北安产业园、绥化产业园组成的象屿生化年加工玉米320万吨,总营收70亿元。如今,这个黑龙江省粮食加工领域龙头企业正和哈尔滨其他农业企业一起,向“创”而生,着力打造一个面向世界的农产品全产业链高地。

缬氨酸生产工艺世界首创,增能减耗腰斩饲料价格

在哈尔滨新区利民开发区一家办公楼内,身穿白色大褂的科研人员安静地坐在实验室中,耐心观察那些肉眼看不见的“科技宝贝”。年轻的技术人员们有的通过利用液相、气相、色谱等设备来进行产品质量检测,有的通过高通量筛选技术来筛选性能优良的菌株,有的利用小试发酵的方式进行菌种的改造和验证。在这里,玉米和菌种是主角。“通俗地讲,做实验就像做菜,火候和时间非常重要。”多年来一直在生物技术领域深耕的象屿生化研发中心总监曹国强说,拿玉米来说,它在不同工艺不同温度等情况下,产生的物质是完全不同的。科研人员运用现代生物技术,充分利用菌种及原材料的特点,开发了特有的技术和方法,实现缬氨酸产品在生产过程中污水发生量下降85%以上,能耗下降约1/4,大幅减少了资源消耗和环保负担,而且产品综合利用率(包括产品和副产品)提升约15%~20%,真正做到低碳、绿色、高效。

象屿生化研发中心主任曹国强在进行实验中

作为重要的饲料添加剂,缬氨酸在饲料产品中起到决定饲料营养成分和整体价格的重要作用。“所有的创新都是为了更好地生产。”曹国强说,我们改进工艺的目的就是满足客户端的需求。最开始,客户在使用中不断跟我们反馈产品情况,反映的最主要的问题其实就是产品成本偏高。为了降低产品成本,我们就试了无数种办法,其中一个就是创新性工艺简化,试着降低缬氨酸含量。我们率先尝试提取工艺的创新性研发,并对生产线进行技改,用来匹配新工艺,期间经过小试、中试,光这一个项目就投入研发经费500万元。

新产品不仅让动物饲养更加营养健康,更讲究科学。“动物吃了添加新研发的缬氨酸等氨基酸成分的饲料,可以提升饲料的消化率,同时,新工艺研制的缬氨酸产品价格也由过去的高位降到了合理水平。”曹国强说,降低饲料成本这对饲料企业来说就是控制企业生产成本,而价格下降的同时并没有影响产品的营养,反而促进了动物的消化吸收,这无论对饲料生产企业,还是养殖户来说都是好消息。缬氨酸成本价格降下来,饲料产品市场价格也就跟着下调。在过去,缬氨酸产品每吨售价在1万元以上,而现在腰斩一半,只需要7500元左右。饲料产品价格大约是每吨2万元,而现在直接降到了每吨1.4万元。

一次创新打开了生物科技的新思路

工艺创新,工艺上的优化和调整,这种优化和调整是之前任何人都没有尝试过的。“过去,市面上出现的缬氨酸的纯度比较高,在提取的时候,需要大量原材料和能源的消耗,也会在生产过程中产生大量废水。”曹国强说,而在新的工艺下,缬氨酸产品产量提升到50%,大大提高了缬氨酸的提取率。同时产品中又富含饲料中所需的矿物质元素和蛋白,由此降低了饲料产品的生产成本,同时降低原材料能耗,对环保作出贡献。

“在实验过程中我们发现,产品在发酵中会产生饲料中所需的一些营养成分,但是在以往的实验中,通常是先去除这些成分,在饲料配制过程中再添加进去,这样其实造成产品原料的浪费。”曹国强说,于是我们把中间去除的这个步骤去掉了,这样就能实现降低成本,为客户减负。而且,在生产过程中,多一个环节就会消耗大量的水、电等能源消耗,因此减少中间环节,从而实现节约能源,达到一举多赢的局面。

这个创新工艺的应用也同时启发了曹国强及其团队,不仅仅可以应用在缬氨酸提取过程中,也可以同样应用在其他营养成分的提取过程中。现在,该团队正在将这一创新工艺应用在其他实验中,实现更多产品生产过程的节能减耗。“一旦这种新工艺能够广泛应用的话,将极大地减轻制造企业的环保压力,也给全球环保作出贡献。”曹国强说。

我们的新工艺制作的氨基酸类产品面世后,许多家企业都在模仿我们的产品,各种类似产品都出现在市场上,科技创新让饲料产品的价格进一步降低。

生物研发,永远在路上

多年来,象屿生物依靠技术研发驱动生产加工。最近6年公司在研发上平均每年投入超过3000万,而且每年都在增加。除了哈尔滨研发中心,该公司还有北安研发分中心、绥化研发分中心。已建成合成生物学工程化平台、检测分析平台、功能饲料开发平台、多尺度发酵工艺开发平台,实现氨基酸产品从菌种改造到生产放大的研究体系闭环,搭建起生产过程中副产物增值产品技术开发体系。

“我们以玉米三级跳生产为实例,引领黑龙江农产品乃至全国农产品的三级跳跃。”曹国强说,农产品加工主要分初加工、深加工、高端发酵产品。初加工是用物理方式改变原来形态,比如玉米变成淀粉,深加工是发生化学变化,比如玉米淀粉变成了酶制剂,制成结晶糖,高端发酵是针对结晶糖再一次进行深加工,制成氨基酸类、维生素类、合成生物学中的代谢物等产品。许多人不知道,许多化妆品中的成分中,有一部分也是来自玉米等农作物。这就是高端发酵产品。目前我们三级产品结构是5:3:2,未来可能会减少一级产品,重点专攻二级产品和三级产品,增加企业产值和效益。

如果把玉米加工产业比作金字塔,那么能够实现第三级跳的企业是处于金字塔尖的部分,在行业内占比并不多,然而创造的经济价值却远远超过前两级企业。“现在有越来越多的高科技企业将目光锁定在高端农产品上,未来,我们会研发更多更新的高附加值生物制品。”曹国强说,生物经济发展占主导地位的就是技术,而技术靠研发来驱动。5年间,这个“新玩家”在研发投入上肯下“大血本”,平均每年3000余万元,且在不断增加,从而保证象屿在同行业中始终保持领先水平。

哈尔滨日报记者 万佳