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王福清

西藏天虹科技股份有限責(zé)任公司總工程師，中國藥學(xué)會第二十屆理事，所帶領(lǐng)的“高原生物制造工程技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊”入選2014年科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計劃重點領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊。享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，榮獲“2023年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎”“第二十四屆吳階平—保羅·楊森醫(yī)學(xué)藥學(xué)獎”“第十三屆發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎人物獎特等獎”、第六屆“杰出工程師獎”等。

昆侖山脈以南，帕米爾高原以東，被稱為“世界屋脊”的青藏高原憑借獨一無二的地質(zhì)構(gòu)造與氣候條件，歷經(jīng)漫長歲月的雕琢，孕育出豐富的高原珍稀動植物資源。牦牛、青稞、藏藥材等特產(chǎn)，不僅是藏族人民生活的根基，更是蘊含著無限經(jīng)濟(jì)潛力的寶藏。然而，長久以來，技術(shù)的短板如同沉重的枷鎖，使得這些寶貴資源的開發(fā)利用始終處于粗放、低效的階段。

2005年，已是國內(nèi)藥學(xué)及生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜业耐醺Ｇ鍛汛А翱萍荚?、賦能邊疆”的初心奔赴西藏，組建高原生物制造工程技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊。20載寒來暑往，團(tuán)隊扎根雪域，無懼艱苦環(huán)境，在科研的崎嶇道路上砥礪前行，憑借堅定的信念與不懈的努力，成功突破了多項生物制造關(guān)鍵技術(shù)。如今，蒼穹之下，念青唐古拉山的積雪折射著科技之光；凍土之上，青稞基因圖譜與牦牛蛋白晶體共舞。王福清用這場持續(xù)20載的科技遠(yuǎn)征，將實驗室的冷峻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為農(nóng)牧民賬本上的溫暖數(shù)字，為西藏生物產(chǎn)業(yè)注入科技基因、鋪就進(jìn)階之路，在高原發(fā)展史上鐫刻下熠熠生輝的科技印記。

“立足國之所需，踐行至誠報國”，王福清表示，國家需求就是自己科研的動力。從牦牛臟器到基因圖譜，從牧民帳篷到自動化車間，在科技助力下，農(nóng)牧民的錢包鼓了、生物廢棄物化作再生資源、雪域基因密碼則成為人類健康的福音——科技創(chuàng)新不再是冰冷的數(shù)字躍進(jìn)，而是有溫度的價值傳遞。像王福清一樣的杰出科技工作者，通過努力，在傳統(tǒng)與現(xiàn)代的裂谷間架起橋梁，讓高原饋贈在科技之光中永恒流轉(zhuǎn)，也讓世界看見一個文明古國對“人與自然生命共同體”的深刻詮釋。

王福清參加何梁何利基金 2023 年度頒獎大會

從實驗室到生產(chǎn)線的技術(shù)躍遷

記者：王教授，我們都知道牦牛在青藏高原有著舉足輕重的地位，它既是藏族文化的鮮明象征，也是牧民們重要的收入來源。然而，傳統(tǒng)的牦牛資源利用方式較為粗放，尤其是在牦牛乳和臟器加工方面，效益一直不太理想。在這方面，您的團(tuán)隊開展了哪些深入研究呢？

王福清：牦牛作為高原特色生物資源，其綜合開發(fā)利用價值在高原生物技術(shù)領(lǐng)域具有不可替代的戰(zhàn)略意義。以牦牛胰腺羧肽酶B（CPB）為例，該酶在胰島素工業(yè)化合成中發(fā)揮著關(guān)鍵催化作用，其市場稀缺性和技術(shù)門檻尤為突出。經(jīng)對比研究證實，牦牛來源的CPB在比活性和熱穩(wěn)定性等核心指標(biāo)上顯著優(yōu)于常規(guī)動物來源，這與其高原適應(yīng)性進(jìn)化形成的特殊酶學(xué)特性密切相關(guān)。本團(tuán)隊通過建立分離純化技術(shù)體系，創(chuàng)新性地開發(fā)出基于牦牛胰腺的CPB規(guī)?；苽涔に嚒Ｔ摷夹g(shù)路線整合了組織勻漿破碎、梯度離心、酶原激活、分級沉淀及多模式層析等關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點，實現(xiàn)了酶活回收率≥85%、純度≥95%的產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。這一成果意義重大，不僅能大幅減少動物內(nèi)臟資源的浪費，有效緩解因獲取相關(guān)物質(zhì)而帶來的高昂生態(tài)代價，還極大地提升了我國西部畜牧資源的利用價值。從宏觀層面來看，這將有力地緩解牧區(qū)工業(yè)開發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間長期存在的矛盾，為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會，進(jìn)而帶動西藏自治區(qū)積極發(fā)展高效畜牧業(yè)，穩(wěn)步推進(jìn)集約化、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營模式。

記者：除了從牦牛胰腺提取CPB這項技術(shù)，在CPB獲取技術(shù)方面，團(tuán)隊還有其他創(chuàng)新性突破嗎？

王福清：當(dāng)然有。我們的研究聚焦于解決傳統(tǒng)動物源CPB生產(chǎn)的資源限制問題。通過分子生物學(xué)技術(shù)，首次實現(xiàn)了牦牛羧肽酶原B（pro-CPB）基因在大腸桿菌系統(tǒng)中的高效克隆與表達(dá)，并創(chuàng)新性地優(yōu)化了蛋白層析純化工藝，形成綠色、可持續(xù)、低成本的生物制造新路徑。該工藝具有以下顯著技術(shù)優(yōu)勢：表達(dá)系統(tǒng)高效穩(wěn)定，目標(biāo)蛋白表達(dá)量顯著提升；純化工藝簡便可控，操作流程標(biāo)準(zhǔn)化程度高；生產(chǎn)成本具有顯著競爭優(yōu)勢；終產(chǎn)品比活性達(dá)到國際先進(jìn)水平；工藝特異性強(qiáng)，有效避免雜蛋白污染；生產(chǎn)周期大幅縮短；符合綠色環(huán)保生產(chǎn)理念。該項創(chuàng)新技術(shù)的成功研發(fā)，為高原生物資源高值化開發(fā)提供了范式——“基因重組+特色資源”模式，突破了傳統(tǒng)動物組織提取法受限于牦牛胰腺資源短缺的瓶頸，為市場提供了穩(wěn)定可靠的重組CPB來源?；谠摷夹g(shù)的突破性貢獻(xiàn)，“牦牛胰腺與重組活性羧肽酶B制取新技術(shù)”項目于2008年榮獲西藏自治區(qū)科學(xué)技術(shù)獎二等獎，充分體現(xiàn)了其重要的科研價值和應(yīng)用前景。

記者：在牦牛乳精深加工領(lǐng)域，聽聞您的團(tuán)隊帶來了具有變革性的成果，能否詳細(xì)講講具體情況呢？

王福清：隨著消費升級和食品藥品工業(yè)的快速發(fā)展，市場對酪蛋白的品質(zhì)與功能特性提出了更高要求。長期以來，我國工業(yè)級酪蛋白的主要原料——傳統(tǒng)牦牛乳制品“曲拉”，在色澤、氣味及純度等關(guān)鍵指標(biāo)上存在明顯不足，難以滿足高端應(yīng)用需求。為突破這一技術(shù)瓶頸，我們團(tuán)隊聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研力量開展協(xié)同攻關(guān)。通過創(chuàng)新性研發(fā)兩步處理工藝，有效抑制了類黑精及擬黑精物質(zhì)的生成，顯著優(yōu)化了產(chǎn)品色澤；同時，基于酶工程技術(shù)的精準(zhǔn)調(diào)控，成功降低體系粘度、還原天然乳香，并大幅抑制美拉德反應(yīng)，顯著提升產(chǎn)品感官與功能品質(zhì)；此外，通過真空干燥工藝的革新，徹底解決了氧化異味問題。經(jīng)過系統(tǒng)構(gòu)建牦牛乳酪蛋白清潔精深加工的全流程控制技術(shù)體系，團(tuán)隊成功攻克了牦牛乳曲拉酶解助溶改性、干酪素二次護(hù)色及干燥等核心工藝難題。該技術(shù)成果不僅填補了行業(yè)空白，更榮獲2010年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎，標(biāo)志著我國在酪蛋白精深加工領(lǐng)域取得重要突破。

記者：在相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)方面，團(tuán)隊還有哪些進(jìn)展嗎？

王福清：近年來，我們團(tuán)隊持續(xù)加大研發(fā)投入，成功開發(fā)出高品質(zhì)干酪素及其水凝膠產(chǎn)品新工藝。在研發(fā)過程中，我們積極與多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)展開深度合作，科研人員深入臨床一線，密切觀察產(chǎn)品的應(yīng)用效果，廣泛收集患者的反饋意見，并以此為依據(jù)不斷優(yōu)化產(chǎn)品配方和制備工藝。最終，經(jīng)過反復(fù)試驗與改進(jìn)，我們自主開發(fā)的藥用級輔料干酪素水凝膠產(chǎn)品，可促進(jìn)傷口愈合、有效減輕疼痛、顯著改善創(chuàng)面微環(huán)境以及抑制細(xì)菌生長等，并獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，正在與有關(guān)廠家開發(fā)第三類醫(yī)藥器械產(chǎn)品。

此外，隨著人們健康意識的不斷提升，具有保健功能的產(chǎn)品市場需求日益旺盛。硫酸軟骨素由于在治療和預(yù)防心腦血管疾病方面功效顯著，市場前景十分廣闊。我們團(tuán)隊深入開展研究，對酶的種類、配比以及酶解條件進(jìn)行了細(xì)致探究，發(fā)現(xiàn)不同的酶對牦牛軟骨的分解效果存在明顯差異。通過不斷優(yōu)化組合和反應(yīng)條件，我們成功提高了硫酸軟骨素的提取率和純度。我們采用雙酶酶解提取工藝，以牦牛軟骨為原料成功制備出牦牛硫酸軟骨素，一舉解決了長期以來制約其工業(yè)開發(fā)的產(chǎn)品純度不高、收率低的難題，在相對較高的氨基己糖含量下實現(xiàn)了較高的產(chǎn)品收率。2016年，我們團(tuán)隊基于自主酶解工藝創(chuàng)新，成功開發(fā)出以牦牛硫酸軟骨素為主要成分的功能型營養(yǎng)食品，并成功獲得保健食品證書，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

記者：您認(rèn)為這些研究成果，對西藏地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了哪些具體且深遠(yuǎn)的影響呢？

王福清：我們在牦牛乳、臟器和骨頭等方面所取得的精深加工研究成果，從多個維度對西藏地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了積極影響。首先，極大地提升了牦牛資源的綜合利用價值和經(jīng)濟(jì)附加值。以高品質(zhì)酪蛋白產(chǎn)品為例，其優(yōu)良的品質(zhì)吸引了眾多食品、醫(yī)藥、紡織等企業(yè)前來尋求合作。在食品領(lǐng)域，企業(yè)利用該產(chǎn)品開發(fā)出一系列高端乳制品；在醫(yī)藥行業(yè)，可用于藥品輔料生產(chǎn)；在紡織業(yè)，還能開發(fā)新型纖維材料，從而成功構(gòu)建起完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。其次，牦牛產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為廣大牧民提供了豐富多樣的就業(yè)選擇，涵蓋加工、銷售、運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，有效提高了牧民的收入水平，為社會穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。再者，從宏觀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整來看，有力推動了西藏地區(qū)高效畜牧業(yè)的發(fā)展，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時，注重環(huán)境保護(hù)，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的良性互動，為西藏地區(qū)可持續(xù)發(fā)展注入了強(qiáng)勁動力。

王福清在做試驗

王福清在 2023 年中國藥學(xué)大會上講課

助力高原特色植物科技覺醒

記者：青稞在高原地區(qū)的種植歷史源遠(yuǎn)流長，對高原人民而言意義非凡。在青稞加工技術(shù)方面，您的團(tuán)隊在研究過程中面臨著怎樣的挑戰(zhàn)，又是如何成功應(yīng)對并實現(xiàn)突破的呢？

王福清：青稞是高原地區(qū)重要的主糧作物，被譽為“生命之糧”。它不僅為高原人民提供了基本的生存保障，還具有極高的營養(yǎng)和功能價值。青稞富含蛋白質(zhì)、膳食纖維和維生素，同時低脂低糖，符合現(xiàn)代健康飲食需求。尤其值得一提的是，它所含的β-葡聚糖是一種極具潛力的功能性成分，具有調(diào)節(jié)膽固醇、增強(qiáng)免疫力等生理活性，在醫(yī)藥、保健品和功能性食品領(lǐng)域具有廣闊的市場空間。

盡管青稞β-葡聚糖的應(yīng)用前景廣闊，但國內(nèi)在提取技術(shù)上仍存在明顯短板。主要問題集中在提取率低、產(chǎn)品純度不足以及生產(chǎn)成本過高，這嚴(yán)重制約了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。我們團(tuán)隊從工藝優(yōu)化入手，重點攻克了分段醇沉和層析純化兩大關(guān)鍵技術(shù)。在分段醇沉方面，我們發(fā)現(xiàn)乙醇濃度和添加順序?qū)Ζ?葡聚糖的沉淀效率影響極大。通過系統(tǒng)的實驗設(shè)計，最終確定了最優(yōu)的醇沉方案，使β-葡聚糖的提取率得到顯著提升。在層析純化環(huán)節(jié)，我們對比測試了多種層析介質(zhì)和洗脫條件，建立了高效的分離工藝。同時，我們對生產(chǎn)參數(shù)（如乙醇用量、攪拌條件等）進(jìn)行精細(xì)化調(diào)控，不僅縮短了生產(chǎn)周期，還降低了能耗。

目前，團(tuán)隊優(yōu)化并建立了β-葡聚糖綠色高純提取工藝，實現(xiàn)純度長期穩(wěn)定在95%以上，相關(guān)技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利。以此工藝為核心，我們開發(fā)了系列高附加值營養(yǎng)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在西藏等地推廣應(yīng)用后，有效帶動了農(nóng)牧民增收，初步形成了“科研-加工-市場”的良性循環(huán)。未來我們將繼續(xù)優(yōu)化工藝，推動青稞產(chǎn)業(yè)向高附加值方向發(fā)展。

記者：在推動青稞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，除了專注于加工技術(shù)的研發(fā)，團(tuán)隊還開展了哪些重要工作呢？

王福清：我們深知，要實現(xiàn)青稞產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不能僅僅局限于加工技術(shù)的創(chuàng)新。近年來，隨著青稞營養(yǎng)價值和功能特性的深入研究，科研團(tuán)隊在青稞深加工領(lǐng)域取得了一系列重要技術(shù)突破，涵蓋青稞活性成分提取、加工設(shè)備優(yōu)化、新型功能食品開發(fā)及種子處理技術(shù)等多個方面：采用等電點沉淀、膜分離或色譜技術(shù)，實現(xiàn)了青稞蛋白的高效分離，保留了其高營養(yǎng)價值和低致敏性特性，開發(fā)了蛋白強(qiáng)化食品或特殊膳食產(chǎn)品；通過復(fù)配青稞粉與其他谷物粉（如小麥、燕麥），結(jié)合擠壓膨化或熱風(fēng)干燥工藝，開發(fā)出即食型青稞米粉產(chǎn)品，解決了傳統(tǒng)青稞食品口感粗糙、加工適應(yīng)性差的問題，拓寬了青稞在方便主食領(lǐng)域的應(yīng)用；針對青稞原料中的雜質(zhì)（如砂石、秸稈等）設(shè)計了高效分選與清洗系統(tǒng)開發(fā)了青稞米除雜裝置，通過多級振動篩分與風(fēng)力選別技術(shù)實現(xiàn)了青稞副產(chǎn)物（如麩皮、碎米）的精準(zhǔn)分級開發(fā)了青稞飼料篩分裝置，集成粉碎、混合、干燥等功能模塊優(yōu)化了青稞全粉、速溶粉等產(chǎn)品的連續(xù)化生產(chǎn)工藝開發(fā)了青稞深加工裝置，顯著提升了青稞的加工效率，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性；通過調(diào)控溫濕度、光照及氣體環(huán)境，實現(xiàn)了青稞種子的標(biāo)準(zhǔn)化催芽，可生產(chǎn)高γ氨基丁酸（GABA）含量的發(fā)芽青稞，青稞種子的多功能催芽培養(yǎng)箱，為功能型青稞飲品或保健食品提供優(yōu)質(zhì)原料。上述技術(shù)已形成從原料處理→活性成分提取→食品加工→副產(chǎn)物利用的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，在活性成分提取、裝備智能化和產(chǎn)品多元化方面取得顯著進(jìn)展，為青稞產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

 【責(zé)編 李媛】