原標(biāo)題:胡永紅:把微生物打造成“跨界高手”
胡永紅在實(shí)驗(yàn)室。受訪者供圖
身披一條藍(lán)色披肩,講話慢條斯理,看似一位江南女子,但一個(gè)工作電話打來(lái),便“奪門而去”,不見(jiàn)蹤影。這位風(fēng)一般的女子是南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院院長(zhǎng)、教授胡永紅。在同事和學(xué)生眼中,她仿佛是一個(gè)精力可以無(wú)限“續(xù)航”的人。
學(xué)生們可以隨時(shí)撥通胡永紅的電話,跟她探討學(xué)術(shù)問(wèn)題。有一次,一個(gè)實(shí)驗(yàn)受阻的學(xué)生在凌晨?jī)扇c(diǎn),撥通了她的電話請(qǐng)教微生物發(fā)酵問(wèn)題;有的青年教師會(huì)在深夜十一二點(diǎn)或凌晨三四點(diǎn)鐘,收到她分享的學(xué)術(shù)文章。
在胡永紅的辦公室里,大豆、水稻、辣椒被種成綠植。滋養(yǎng)它們的,是胡永紅和團(tuán)隊(duì)成員研發(fā)的益生菌等微生態(tài)制劑。
雖然行政事務(wù)纏身,但胡永紅依然會(huì)在幾個(gè)會(huì)議間隙,披上白大褂,沖進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,給遇到難題的學(xué)生示范如何接種微生物……
已經(jīng)在合成生物學(xué)、綠色生物制造及生物材料等領(lǐng)域耕耘了30多年的胡永紅,先后主持承擔(dān)國(guó)家及省部級(jí)項(xiàng)目30余項(xiàng),與企業(yè)合作項(xiàng)目20余項(xiàng)。
“我的導(dǎo)師、中國(guó)工程院院士歐陽(yáng)平凱常說(shuō)‘你們的成果不要放在實(shí)驗(yàn)室的三角瓶里’。他希望我們可以把論文寫在車間、流水線和田間地頭,能夠研發(fā)出有益于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)。他的話一直激勵(lì)我將科研成果轉(zhuǎn)化為服務(wù)一線的產(chǎn)品?!焙兰t說(shuō)。
今年3月初,胡永紅被評(píng)為全國(guó)三八紅旗手。
住進(jìn)工廠守著反應(yīng)器
1986年,喜歡生物學(xué)的胡永紅報(bào)考了南京工業(yè)大學(xué)的生物化工專業(yè)。大三時(shí),胡永紅遇到了影響她職業(yè)選擇的人。
“歐陽(yáng)平凱老師對(duì)我們要求十分嚴(yán)格。讀研時(shí),他經(jīng)常指導(dǎo)我做實(shí)驗(yàn),告訴我搞科研不僅要寫論文,還要去爬爬工廠的塔臺(tái),了解怎么讓成果落地、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?!焙兰t回憶道。
20世紀(jì)90年代初,一家化工企業(yè)急于向生物化工領(lǐng)域轉(zhuǎn)型,生產(chǎn)有機(jī)酸、氨基酸產(chǎn)品。
“生產(chǎn)這類產(chǎn)品的傳統(tǒng)方法是讓原材料在反應(yīng)器中充分反應(yīng),再分離提取其中產(chǎn)物。這個(gè)過(guò)程比較慢,成本也比較高?!焙兰t回憶道,在歐陽(yáng)平凱的帶領(lǐng)下,她和團(tuán)隊(duì)成員探索出一種反應(yīng)分離耦合技術(shù)。
“我們將原材料的生物催化反應(yīng)過(guò)程與多級(jí)分離過(guò)程,集成到一個(gè)反應(yīng)裝置中完成,大大簡(jiǎn)化了工藝流程,使最終得到的有機(jī)酸濃度從原來(lái)的每升100克至150克,提高到每升3200克?!焙兰t說(shuō),這是一條全新的技術(shù)路線,當(dāng)時(shí)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,所有研發(fā)工作都是從零起步的。
那段時(shí)間,胡永紅干脆住進(jìn)工廠?!拔⑸锏陌l(fā)酵過(guò)程,往往持續(xù)24小時(shí)至48小時(shí)。我必須守著反應(yīng)器,確保發(fā)酵相關(guān)數(shù)據(jù)符合技術(shù)參數(shù);同時(shí)還要培訓(xùn)工人,確保項(xiàng)目上馬后,他們能自主操作。”她回憶道。
這套技術(shù)體系為生化加工過(guò)程的產(chǎn)業(yè)化,提供了一套全新的方法。2000年,胡永紅所在團(tuán)隊(duì)以此成果獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。那一年,她32歲。
帶隊(duì)培育37種益生菌
20世紀(jì)90年代末,胡永紅帶學(xué)生到全國(guó)多地進(jìn)行土壤采樣,希望從中找到能用于食品、藥品加工的益生菌。
“益生菌是一類活性微生物。不同土壤環(huán)境中益生菌差異很大。我們?cè)诓煌貐^(qū)采集益生菌,豐富菌種資源。有時(shí),我們也會(huì)根據(jù)研究需要,收集特定地區(qū)的益生菌?!焙兰t說(shuō)。
1997年至今,胡永紅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員培育出活性更高、遺傳性能更穩(wěn)定、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的益生菌37種。“其中,利用我們培育的益生芽孢桿菌生產(chǎn)的產(chǎn)品,貨架期較行業(yè)平均水平提高近50%,生產(chǎn)周期縮短約40%?!焙兰t說(shuō)。
用益生菌生產(chǎn)的、廣為人知的產(chǎn)品主要是酸奶等發(fā)酵飲品。不過(guò),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究,胡永紅有了一個(gè)新想法:“除了在工業(yè)、食品和醫(yī)藥方面發(fā)揮作用,益生菌能否在農(nóng)業(yè)上一展身手?”
要想讓益生菌成功“跨界”,首先要解決“水土不服”問(wèn)題。
“將益生菌放入土壤后,它會(huì)和‘土著’微生物相互作用。有的益生菌可以適應(yīng)新環(huán)境,有的不能。我們要想辦法讓益生菌既可以適應(yīng)土壤環(huán)境,又能夠保護(hù)‘土著’微生物,與它們和諧共生。于是,我們給益生菌涂了一點(diǎn)保護(hù)劑,增強(qiáng)它們的環(huán)境耐受性。”胡永紅說(shuō)。
給農(nóng)作物、土壤“治病”
可以適應(yīng)新環(huán)境的益生菌,能否促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)?
為了回答這個(gè)問(wèn)題,胡永紅時(shí)不時(shí)揣著采樣器具往田間地頭跑,白皙的皮膚漸漸被曬紅。
“胡老師經(jīng)常去大棚與農(nóng)民交流,看看益生菌使用效果好不好,再取一些生長(zhǎng)不理想的植株,回來(lái)分析原因。以前我在實(shí)驗(yàn)室篩選、培育菌株時(shí),只考慮植株活性,很少想它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。但現(xiàn)在我跟著胡老師下田,體會(huì)到什么叫學(xué)以致用?!焙兰t的助手、南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院講師崔潔說(shuō)。
經(jīng)過(guò)多年探索,胡永紅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員克服了益生芽孢桿菌、霉菌等益生菌在綠色農(nóng)用生物制品產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中存在的瓶頸問(wèn)題,并將關(guān)鍵共性技術(shù)應(yīng)用于芽孢桿菌系列制品、抗生素、抑菌促生劑和生物疫苗等十余種農(nóng)用生物制品生產(chǎn)中。她研發(fā)的多個(gè)產(chǎn)品獲得農(nóng)藥登記證、藥品注冊(cè)證和批準(zhǔn)文號(hào)。
除了讓益生菌幫農(nóng)作物除病蟲害,胡永紅還讓微生物為土壤“調(diào)理脾胃”。
江蘇省海岸線狹長(zhǎng),有不少鹽堿地。2022年起,胡永紅開始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員探索利用微生物改良土壤。她一次次和團(tuán)隊(duì)成員從鹽堿地“土著”微生物中篩選耐鹽堿品種,逐步建立鹽堿地土壤微生物數(shù)據(jù)庫(kù)。
從化工原料到食品添加劑再到農(nóng)業(yè)微生態(tài)制劑,胡永紅將微生物打造成“跨界高手”。它們可以守護(hù)腸道健康,也能當(dāng)農(nóng)作物、土壤的“醫(yī)生”,還可以作為“工業(yè)血液”催化工業(yè)原材料,提高生產(chǎn)效率。
“社會(huì)發(fā)展需求是最好的研究方向。面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,我和團(tuán)隊(duì)成員正在努力嘗試將應(yīng)用研究成果產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化,做‘頂天立地’的研究,以科技創(chuàng)新滿足人民所需,助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”胡永紅說(shuō)。(記者 金鳳)