文│本刊記者 王芳

中科康源（唐山）生物技術(shù)有限公司董事長張東遠(yuǎn)

秀場如戰(zhàn)場，能在選秀場上從萬人中脫穎而出，代表了最強(qiáng)的才藝實力，也能得到更多的發(fā)展機(jī)會。其實，這種選秀模式早已被科學(xué)家應(yīng)用到了微生物界。比如，給發(fā)酵飼料的菌種也來了一場大規(guī)模、高規(guī)格的“選秀”，從而篩選出最適合、最獨特的菌種。中科康源（唐山）生物技術(shù)有限公司（以下簡稱“中科康源”）董事長張東遠(yuǎn)就做了這樣的嘗試。他依托中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所獨立研發(fā)的微流控高通量篩選技術(shù)，實現(xiàn)了菌種的大批量自動化篩選。于是，在普通人看不到的細(xì)胞里，一場不輸于電視節(jié)目的“選秀”正轟轟烈烈上演。

一、發(fā)酵飼料—找到那個明星“菌種”有多重要

自然界的菌種，在長時間馴化過程中不斷進(jìn)行突變，從而逐漸異化出來某一個菌種或者某一個品種，對其進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，就成為了具有多種功能的生物飼料。隨著生物飼料的價值被越來越廣泛的認(rèn)可和驗證，各種各樣的發(fā)酵飼料產(chǎn)品層出不窮。發(fā)酵飼料是微生物及其代謝產(chǎn)物作用的結(jié)果，這其中菌種的選擇是關(guān)鍵。一款好的發(fā)酵飼料，首先要有一個獨特的菌種，因為菌種決定了產(chǎn)品的品質(zhì)與性質(zhì)。這涉及兩個關(guān)鍵點：第一，只有優(yōu)秀的菌種，才能通過發(fā)酵工藝和設(shè)備獲得理想的發(fā)酵產(chǎn)品。經(jīng)過無數(shù)次的對比實驗發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)壯的菌種增殖效果快、自身蛋白含量高、性能穩(wěn)定，生產(chǎn)出來的生物飼料活性狀態(tài)好、耐受能力強(qiáng)，更有利于動物的消化吸收及生長性能的提高。如果說優(yōu)秀的菌種能將飼料的價值發(fā)揮至200%，那么羸弱的菌種對飼料的價值則是不升反降。例如霉變、致病等因素，都是不良菌種的致命危害。所以，優(yōu)秀的菌種是實現(xiàn)生物飼料理想水平的關(guān)鍵。第二，不同菌種作用不同，如有的菌產(chǎn)酸，有的菌產(chǎn)糖，有的菌產(chǎn)氣。產(chǎn)品需要具備什么功能，就要選擇相應(yīng)的菌種?？梢哉f，菌種是發(fā)酵技術(shù)的源頭，也是發(fā)酵技術(shù)的核心。因此，發(fā)酵飼料的菌種選擇其實是一個非常值得深究的課題。

發(fā)酵飼料是一項重研發(fā)的產(chǎn)業(yè)?？v觀當(dāng)下的發(fā)酵飼料市場就會發(fā)現(xiàn)，國外的生物飼料由于產(chǎn)業(yè)比較成熟，因而目前國內(nèi)在售的高端發(fā)酵飼料主要以國外產(chǎn)品為主；而國內(nèi)大多數(shù)生物飼料產(chǎn)品由于技術(shù)落后、專業(yè)人才少，規(guī)模小而散，整體發(fā)展空間還很大。這跟國內(nèi)產(chǎn)品在菌種選擇及活性控制上的科技水平和能力有很大關(guān)系。

自然界中的菌種微生物千千萬萬，如何才能“海選”出最想要的那株？這是一項非常浩大的工程，不過，通過科技手段似乎已有更好的解決途徑。

二、菌種選育—細(xì)胞工廠的明星菌種“選拔賽”

張東遠(yuǎn)主要從事菌種選育和發(fā)酵工藝優(yōu)化等工作。他深入研究20余年，致力從生物技術(shù)的角度提高飼料營養(yǎng)價值和動物生長性能。

在張東遠(yuǎn)看來，找到一個好的菌種，與買彩票沒有區(qū)別。傳統(tǒng)的菌種篩選方法，是通過誘變育種的方式，加快菌種的突變速度，從而對其進(jìn)行實驗篩選。熟練的科研人員操作的話，基本可以實現(xiàn)1000個/年/人的篩選速度。這樣的速度，可以說非常慢，很難一下子找到合適的菌種。所以，科研界一直稱其為制約生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”問題—解決不了篩選速度，就實現(xiàn)不了穩(wěn)定高效的生物飼料生產(chǎn)應(yīng)用。而依托中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所的專利技術(shù)—多因素組合誘變及微流控高通量篩選技術(shù)，實現(xiàn)了1萬個/分/臺機(jī)器的篩選速度，相比于目前傳統(tǒng)菌種的人工選育速度提高了千萬倍，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

微流控高通量篩選，是中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一項高端前沿技術(shù)。截至目前，其所研制高通量單細(xì)胞檢測儀器為國內(nèi)首創(chuàng)；在世界范圍，哈佛大學(xué)研制了基于微流控芯片液滴技術(shù)的超高通量篩選平臺?；诖耍劳兄袊茖W(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所平臺技術(shù)，對于外分泌代謝產(chǎn)物益生菌菌種的篩選，張東遠(yuǎn)帶領(lǐng)中科康源的研發(fā)團(tuán)隊首創(chuàng)建立了微流控高通量篩選技術(shù)，通過包膜微發(fā)酵和代謝產(chǎn)物可視化，實現(xiàn)了人工智能的自動化快速篩選。有了速度和質(zhì)量，其發(fā)酵生產(chǎn)的生物飼料也具備了更高的品質(zhì)保證。

透過微流控高通量篩選機(jī)的可視化小窗口，可以清晰地看到，一個個圓滾滾、滴溜溜的小菌種“士兵們”，正列隊前進(jìn)，過程中被不斷包膜、發(fā)酵，有的繼續(xù)前行、有的被導(dǎo)入特定的軌道……張東遠(yuǎn)戲謔地將其稱為“細(xì)胞工廠的明星菌種選拔賽”。

三、中科康源—工業(yè)生物技術(shù)讓養(yǎng)殖更科技

不管是行業(yè)內(nèi)還是行業(yè)外，再到科技行業(yè)的高通、谷歌，以及農(nóng)牧行業(yè)的大連三儀、科前生物，隨著一批又一批科學(xué)家創(chuàng)業(yè)公司的成功，目前人們已經(jīng)不會再會對科學(xué)家的創(chuàng)業(yè)提出異議：是他們以尖端科技，推動了這個時代的產(chǎn)品創(chuàng)新和進(jìn)步。

在多年的不懈努力下，我國工業(yè)生物技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了長遠(yuǎn)進(jìn)步，與此同時，我國的產(chǎn)業(yè)升級也已經(jīng)進(jìn)入了深水區(qū)。在醫(yī)藥、能源領(lǐng)域，我國的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走在世界前列，但是在農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)，卻與工業(yè)生物技術(shù)有著嚴(yán)重的信息隔閡，特別是養(yǎng)殖領(lǐng)域，亟待新技術(shù)、新產(chǎn)品的注入和升級。

科技是第一生產(chǎn)力。作為科學(xué)家創(chuàng)立的生物技術(shù)企業(yè)，這句話在生物飼料的菌種選育方面，被體現(xiàn)得淋漓盡致。自2018年創(chuàng)立以來，中科康源依托中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所先進(jìn)的工業(yè)生物技術(shù)體系，秉持“工業(yè)生物技術(shù)，改變養(yǎng)殖未來”的企業(yè)宗旨，一直致力工業(yè)生物技術(shù)的落地轉(zhuǎn)化應(yīng)用。中科康源依托中國科學(xué)院專利技術(shù)，從生物飼料的本質(zhì)出發(fā)，更注重菌種活性而非數(shù)量，通過機(jī)械技術(shù)與智能篩選設(shè)備進(jìn)行菌種發(fā)酵誘變，自動識別篩選優(yōu)良菌種，效率快速提升；采用雙階段液體發(fā)酵和固態(tài)誘導(dǎo)發(fā)酵的三段發(fā)酵工藝，平衡了菌種營養(yǎng)生物和代謝生長，與此同時，利用多尺度數(shù)學(xué)模型優(yōu)化的產(chǎn)物誘導(dǎo)工藝并自動化控制，嚴(yán)格監(jiān)控發(fā)酵工藝中的關(guān)鍵節(jié)點，完成生物發(fā)酵產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；利用專用酶解技術(shù)，根據(jù)底物的特異性定向開發(fā)了纖維素復(fù)合酶技術(shù)，專門對于秸稈類纖維，可實現(xiàn)飼料中的玉米部分替代，是名副其實的降本增效的“生物黑科技”。中科康源通過菌種選育技術(shù)、智能發(fā)酵技術(shù)、專用酶解技術(shù)三大核心技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品的高品質(zhì)，降低養(yǎng)殖成本，提高養(yǎng)殖水平。這不僅是中科康源讓科技為生物飼料產(chǎn)品的高品質(zhì)賦能，做出真正高端發(fā)酵飼料的原因和實力，也是張東遠(yuǎn)作為一名科學(xué)家對科技的敬畏與尊重。