2004年2月,，坐落在美麗的海濱城市大連西北部的大連輕工業(yè)學院校園里傳遞著一個令人激動的喜訊,，誕生僅6年的大連輕工業(yè)學院發(fā)酵工程重點實驗室的科研工作取得突破性進展，由實驗室主任金鳳燮教授主持完成的“酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)Rh2等人參稀有皂苷”課題研究成果獲得了2003年國家技術(shù)發(fā)明二等獎,，成為全國該領(lǐng)域多年來獲取的最高獎項,。一年多時間過去了，這個榮獲國家科技大獎的重點實驗室近況如何,？科研有沒有新進展,？成果是否能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？最近,，帶著這些被廣泛關(guān)注的問題,，我們來到大連輕工業(yè)學院發(fā)酵工程重點實驗室，見到了金鳳燮和他的合作者們,，同時看到了重點實驗室一派欣欣向榮的景象,，也看到了科技原始創(chuàng)新帶來的自信和服務社會的廣闊前景。
傳統(tǒng)學科煥發(fā)出新活力
當代的生物工程是在發(fā)酵工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,，發(fā)酵雖然是生命科學中的傳統(tǒng)學科,，但是發(fā)酵學科對現(xiàn)代生物技術(shù)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和新型生物技術(shù)的發(fā)展,，正在起著不可磨滅的作用,。
大連輕工業(yè)學院發(fā)酵工程學科始建于1958年。經(jīng)過40年教學,、科研實踐的發(fā)展,，逐步成為東北三省實力較強的學科。1979年發(fā)酵專業(yè)開始招收碩士研究生,，現(xiàn)有發(fā)酵工程和生物化工兩個專業(yè)的碩士學位授予權(quán)及生物工程專業(yè)工程碩士學位授予權(quán),，1992年開始與外校聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生。1997年被確定為遼寧省重點學科,，1998年被當時的國家輕工總局確定為發(fā)酵工程重點實驗室,。由于該實驗室在學科領(lǐng)域取得了一系列令人矚目的成果，2003年又被遼寧省確定為高校發(fā)酵工程重點實驗室,，成為我國東北地區(qū)發(fā)酵工程學科唯一的省級重點實驗室,。為了加速科技成果產(chǎn)業(yè)化，大連市于2004年批準建立天然活性物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心,，遼寧省批準為食品工程技術(shù)中心,。
金鳳燮興奮地告訴記者，學校十分重視實驗室發(fā)酵工程學科的發(fā)展，加大了對重點實驗室的建設(shè)力度,，2004年投入了200萬元資金用于分子生物學和發(fā)酵工程設(shè)備,；加上省撥建設(shè)經(jīng)費、學校配套匹配費及國家自然科學基金資助,，又增添了300余萬元的實驗設(shè)備,。同時，實驗室擴增面積達到5500平方米,，形成了能進行微生物和動植物細胞的保藏與研究,、基因組學和蛋白質(zhì)組學中發(fā)酵的研究、動力學研究,，生物信息研究,，發(fā)酵與生化反應器、發(fā)酵產(chǎn)物分離和分析的研究平臺,，能進行發(fā)酵與生物工程領(lǐng)域國際前沿水平研究和開發(fā),，并能承擔國家重點課題研究、具有國內(nèi)先進水平多功能,、開放性省部級重點實驗室,，成為振興東北老工業(yè)基地的一個科技“亮點”。
建設(shè)和培育優(yōu)秀人才團隊是實驗室持續(xù)發(fā)展的動力,，更是科技創(chuàng)新的保證,，曾在日本東京大學做過訪問學者的金鳳燮深知這一點。在學院領(lǐng)導的支持下,，發(fā)酵工程重點實驗室增強和優(yōu)化研究隊伍,，積極吸納人才，先后從美國,、歐洲、日本,、韓國等國家引進中青年博士和博士后人才6人,，還選派6名在職科技人員攻讀博士。目前實驗室27名成員中已有教授15人,，副高職稱人員10人,，其中學術(shù)帶頭人4人，博士生導師3人,，省優(yōu)秀中青年5人,，具有博士學位的占科研人員總數(shù)的61%，已形成老中青三代結(jié)合的蓬勃發(fā)展的研究團體,。
近年來,，實驗室每年招收本科生150～200人；現(xiàn)有發(fā)酵工程、生物化工兩個碩士學位授予權(quán)專業(yè),，每年招收統(tǒng)招碩士生60～70名左右,；同時每年還招收近30名生物工程專業(yè)的工程碩士。該實驗室已成為東北三省重要的發(fā)酵工程人才培養(yǎng)基地,。
成果產(chǎn)業(yè)化源于原始創(chuàng)新
科技創(chuàng)新是支撐實驗室發(fā)展的筋骨,。只有加強原始創(chuàng)新，掌握更多的自主知識產(chǎn)權(quán),，才能不斷提升實驗室的競爭力,。金鳳燮對此很有感觸。為了研究酶工程,，他從來沒有過節(jié)假日,，而是爭分奪秒地帶領(lǐng)大家在實驗室里研究探索。經(jīng)過多方面的艱苦努力,，發(fā)酵工程重點實驗室的研究工作不斷深入開展起來,，新增科研項目24項，其中包括國家“973”子課題1項,、國家自然科學基金項目5項,，獲發(fā)明專利3項。在科研成果中,，有多項獲得國家,、省部級自然科學獎勵。如何將這些成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,，推動經(jīng)濟社會的發(fā)展,？金鳳燮認為，只有以原始創(chuàng)新的成果推動產(chǎn)業(yè)化,，才能具有核心競爭力,，而原始創(chuàng)新必須做長期艱苦的基礎(chǔ)研究工作，等到基礎(chǔ)研究取得一定成果時,，才能出現(xiàn)有突破性的方向,。基礎(chǔ)理論一旦突破,，就能開辟一個新的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,，這樣形成的產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)外具有較強的競爭力，成為國民經(jīng)濟的新增長點,。
金鳳燮等人是從事微生物研究的,，在開展“酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)Rh2等人參稀有皂苷”項目研究之前，根本沒想過對人參進行研究,。在上世紀80年代,，考慮到地球上石油、煤炭等有限資源將會枯竭，提出能否用光合成將植物轉(zhuǎn)化為新能源,。繼而開始研究纖維素酶和纖維素分解機理,，發(fā)現(xiàn)了新的高溫厭氧分解纖維素的微生物。在研究纖維素酶的性質(zhì)時,，偶然發(fā)現(xiàn)纖維素酶的新亞類——中草藥皂甙糖苷酶,，從而建立了中草藥皂甙糖苷酶的理論。由此,，又開始研究中草藥皂甙酶,，研究其新酶篩選、酶性質(zhì),、酶反應以及酶法改變中草藥組分制備高活性組分,。這樣才從微生物酶學研究跨入中草藥研究。
在研究過程中,，他們發(fā)現(xiàn)了3種國際上未知的極端環(huán)境微生物,，又發(fā)現(xiàn)纖維素酶存在亞類酶。在新亞類——皂苷糖苷酶存在的理論指導下,，相繼發(fā)現(xiàn)人參,、甘草、穿山龍,、大豆,、皂苷酶及蘆丁和紅景天甙酶等十幾種系列酶，掌握了其酶蛋白,、催化反應及產(chǎn)物活性,。經(jīng)對發(fā)現(xiàn)的4種不同人參皂苷糖苷酶DNA測定，發(fā)現(xiàn)人參皂苷酶不同于纖維素和半纖維素酶,，證實皂苷糖苷酶是新亞類,，從而建立了皂苷糖苷酶的新理論，為新發(fā)現(xiàn)皂苷酶的產(chǎn)業(yè)化,，解決了酶生產(chǎn)這一關(guān)鍵問題,，為天然藥物（中草藥）和保健品、功能化妝品行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)升級提供了新的途徑和方法,。
隨后,，金鳳燮帶領(lǐng)實驗室的科技人員,，開展了研究成果系列產(chǎn)業(yè)化工作,。在大連生生綠谷生物工程公司，采用酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)Rh2等人參稀有皂苷實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),，人參Rh2復合皂苷年生產(chǎn)能力達到300公斤,，副產(chǎn)品C-K、Rh3、Rg3等皂苷年產(chǎn)達2000公斤,。Rh2等稀有皂苷作為人參制品添加劑,、保健食品原料全部都已出口。鑒定組專家一致認為,，該項成果具有創(chuàng)新性,，達到了國際領(lǐng)先水平。吉林長白參隆集團實施活性紅參加工方法,，利用自行設(shè)計的設(shè)備加工出3種活性紅參,，當年生產(chǎn)規(guī)模達到月產(chǎn)50噸，為我國人參產(chǎn)業(yè)升級提供了技術(shù)保障,。
我國是啤酒生產(chǎn)大國,，但2/3原料大麥要依靠進口。原因是國產(chǎn)大麥具有皮厚,、蛋白含量高的特點,，麥芽浸出率低、色澤深,，影響啤酒產(chǎn)量和質(zhì)量,，按照啤酒生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝，用國產(chǎn)大麥作原料遇到困難,。我國東北等地雖然適合種植大麥的面積很廣（僅黑龍江農(nóng)墾總局可種植大麥的面積就達8000萬畝）,，但長期以來在啤酒業(yè)界形成了國產(chǎn)大麥不適合釀造啤酒的觀念，因此國產(chǎn)大麥大部分只能用作飼料等,。
該實驗室首次利用酶系研究方法,，建立了東北大麥制備優(yōu)良麥芽的成套工藝和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒工藝，麥芽質(zhì)量達到國家一級標準,，國產(chǎn)大麥墾P-2號的麥芽的糖化力,，超過進口大麥20%～50%；α-氨基氮也超過7%～10%,；東北大麥不僅能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒,，啤酒生產(chǎn)中可加大補料（大米等）用量，降低成本,。打破了過去東北大麥不適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒的觀念,，在啤酒原料國產(chǎn)化過程中，相關(guān)企業(yè)幾年來獲得幾十億元的效益,。此外,，菊粉酶生產(chǎn)果糖產(chǎn)業(yè)化項目已在大連唐王基因科技有限公司產(chǎn)業(yè)化；同時與華潤啤酒集團,、紅梅集團,、黑龍江農(nóng)墾總局,、哈啤集團等建立了長期技術(shù)開發(fā)、項目轉(zhuǎn)讓等合作,。
自主創(chuàng)新未有窮期
實現(xiàn)可持續(xù)自主創(chuàng)新的能力,，大連輕工業(yè)學院發(fā)酵工程重點實驗室有了很好基礎(chǔ)。4位在酶工程研究領(lǐng)域造詣較深的學術(shù)帶頭人是實現(xiàn)自主創(chuàng)新的核心,。室主任金鳳燮1988年在日本東京大學生物工程專業(yè)獲得博士學位,，回到大連輕工業(yè)學院后，很快開展了微生物酶及機理,、生物轉(zhuǎn)化,、產(chǎn)酶菌的基
