武汉市黄陂区振兴村,座落在武汉与黄冈交界处,是该市最为偏远的“穷乡僻壤”。这里土壤贫瘠,大部分是野草陈杂的碎石沙坡地。村里青壮农民因土壤收成贫薄,大都无奈外出务工。
阳春三月,记者乘坐越野车,在振兴村的田间小道驰骋。说是田间小道,路的两旁却并非农田,而是曾经杂草丛生的荒坡地。现如今,这里人为地植满了“野火烧不尽,春风吹又生”的野草。两台大型农耕机翻过的土地上,随处可见形同生姜的“野草”块茎——菊芋。
菊芋,又名洋姜,是一种无农药污染、无病虫危害、富含水溶性膳食纤维的纯天然绿色食物。菊芋抗旱、防沙固沙能力惊人,好养活,但易腐烂,难存储,深加工利用长期处于空白状态。农户种植菊芋,利润微薄,甚至有亏无赚。“功过相抵”后,它成为了“无人理睬”的野草。
2013年,武汉黄陂区及邻近的孝感市,近6000余亩的成片荒坡地栽种上了这种“野草”。算上新疆、甘肃、湖南、山东等地,全国已有3万余亩的菊芋种植面积。这是农业种植史上,第一次大规模栽种“菊芋”类野生植物,也是全球首次机械化规模收割菊芋。
这些“野草”的主人,是一家名为“英纽林生物科技有限公司”(以下简称英纽林)的企业。他们运用世界独创、具自主知识产权的菊粉(菊糖)浸提纯化加工生产线,从菊芋中提取出果聚糖纯度达国际先进水平的高纯度菊粉;他们围绕菊粉益生元(又称益菌生,英文名Probiotics),布局菊芋深加工全产业链开发与科技创新;他们以“菊芋经济”,实现了农业产业化转型,为农民们送上了看得见的“横财”与“红利”。
“上医治未病”:药学家投身“大健康产业”
菊粉,又称果聚糖,它广泛存在于大多数植物中,是可促进人体益生菌繁殖的可溶性膳食纤维。膳食纤维乃人体必需的营养素,在发达国家,被誉为“第七营养素”。研究发现,慢性非传染性疾病人群大多缺乏这种营养物质的摄取。欧洲等发达地区,通过立法(类似我国食盐加碘),将菊粉广泛添加于奶粉、咖啡等日常食物中,以改善日趋严重的慢性疾病。全球四十多个国家将其列为了食品营养补充剂。在欧洲,菊粉产业化已经成熟。
我国“十二五”规划已将其明确列入新资源食品。但由于我国菊粉益生元研究起步晚,九十年代后期才开始实验室研究,其原料种植、浸提纯化工艺和保健应用等方面,与国际先进水平相比,差距甚远。我国现阶段奶制品行业的菊粉供应,仍依赖国外进口。
就在我国兴起菊粉研究之初,英纽林(时为慧康生物)董事长邹爱标,就开始了同步的关注。邹爱标,清华大学生物科学与技术系科班出身,我国他汀类降脂药物主要研创者,心脑血管新药研究与产业化的佼佼者。长期的研究,让邹爱标对菊粉在二型糖尿病、肠道健康、降脂减肥等方面优良的预防与改善功效,积累了深刻认识。促使他毅然投身菊粉产业的,还是我国严重的慢性病“国情”:
随着我国经济的高速发展,人民生活水平大幅提高,饮食结构逐步西化(高脂高热量),大大降低了膳食纤维(尤其是益生元类膳食纤维)的摄入量。糖尿病在我国人群中爆发性增长,我国现已为世界糖尿病第一大国。心脑血管病、肥胖症、肠炎肠癌等各类“文明病”,也开始频现。
一贯坚持“上医治未病”健康理念的邹爱标,深知慢性病难以药物治愈,却可通过预防降低其发生与增长率。菊粉的水溶性膳食纤维特质,易被人体“利用”,有效改善肠道有益菌群结构,维护肠道健康,从而“阻断”慢性病发生的根本。人们每日摄取适量菊粉,便可有效预防和干预慢性病治疗。全球30多年的益生元产业实践表明,菊粉是最安全、最佳经济效益比的益生元,因而应用也最为广泛。在欧美,菊粉产业被公认为大健康产业的基石。邹爱标深信,在中国,菊粉产业化与普及推广,必将有效降低人群慢性病发病率,遏制高额、且仍在大幅增长的治疗费用。
然而,我国落后的菊粉产业,能供给的菊粉量,远满足不了二型糖尿病患者食品辅助治疗的需求,就更不论其他慢性病人群和健康人群的预防性需求了。
“按耐不住”的邹爱标,毅然离开投身二十余年,并已取得优异业绩的他汀类药物开发领域。他请辞了某制药集团总工程师职位,建立了英纽林生物科技有限公司,投入全部身家于菊粉全产业链开发。他联合起清华大学、北京化工大学、湖北工业大学、中科院植物所、中国食品发酵工业研究院等高校、科研院所,协同攻关,大气磅礴的同步布局与创新“原材料种植——农产品深加工——功能开发”三大核心板块。保证国人不可或缺的营养素供给,改善全民健康,就是邹爱标孜孜以求的中国“大健康产业”之梦。
“六年磨一剑”:破解菊粉工艺“核心级密钥”
2006年,英纽林在北京组建第一条菊粉生产工艺线时,只能从30吨菊芋块茎中,提取出1吨菊粉。六年后,这个比例从30∶1提高到15∶1,足足翻了一倍。英纽林菊粉的果聚糖含量,可达95%的高纯度。公司现有菊粉生产工艺,完全同步于世界先进菊粉生产制备水平。做到这一步,英纽林依靠的只有四个字:自主研发。
如何提高菊粉的萃取率和菊粉的果聚糖纯度,是整套工艺的技术难题。拥有菊粉提纯先进生产线的国家,均对此实施了严格的技术保密。我国发展菊粉产业,从完整菊粉生产流水线设计、分离纯化技术研发,到核心工艺设备配套选型,均没有可参比的实例和路径。
起初,英纽林以“蒸”的方式提取糖水,糖浓度虽高,但后续脱色工序极困难。他们也尝试了乙醇沉淀法等多种提取法,效果仍差强人意。为此,英纽林联合湖北工业大学,开展了“纯水连续多级提取菊芋果聚糖的工业化技术及配套设备”研究。目前,研究成果已成功运用到英纽林的生产线,可实现一次投料300吨的提取工艺。
精制,整套提取纯化工艺的核心。英纽林“死磕”上了国际最先进,被誉为“核心级密钥”的色谱分离萃取技术。邹爱标解释,要将菊糖液体转化为粉末状菊粉,其液体浓度须达到45%以上。提纯过程耗能、耗脱色剂不说,长时间的高温状态,还容易使果聚糖转化为单糖。只有熟练掌握“色谱分离萃取技术”,才能一次性分离菊芋中多种有效成分,并确保产品纯度、收率最大限度的提高,还能兼顾环保节能的优点。业界人士认为,企业掌握了该项生产性工艺技术,才真正能具备在这个领域的国际竞争力。
英纽林在与清华大学膜生物国家重点实验室、北京化工大学协同攻关中,证明了“色谱技术分离菊粉,可一次性分离多种有效成分,且产品纯度、收率均有较大提高”的结论,也完全掌握了该技术,能熟练运用其分离出菊粉的多种主要产品,萃取出的菊糖液体浓度达65%,远高于制粉的基准浓度。该项技术现已成功应用于英纽林的菊粉产业化生产。截至目前,菊粉产业最为成熟的欧洲地区,也仅两家企业能将该技术从实验室搬到生产线,进行产业化生产。英纽林的成功,标志着我国打破了国外对色谱分离萃取技术的垄断与封锁,我国果聚糖纯化技术达国际先进水平。
英纽林的菊粉生产线,随处可见“细节化”的科技创新。菊粉生产企业,大多采用布袋除尘法收集干粉。菊粉吸湿性强,遇水即化。空气中的水汽易使粉末“黏”在布袋上,造成布袋出口堵塞,严重的,甚至可引发设备故障。英纽林针对性的研发出“循环水喷淋法”,使干粉的出粉率由90%大幅提高到98%。英纽林采用的“真空低温干燥工艺”,与传统干燥技术相较,在同等干燥效果下,节能40%以上。