第一篇：微生物所發(fā)明維生素C生產二步發(fā)酵法25周年紀實

微生物所發(fā)明維生素C生產二步發(fā)酵法25周年紀實

1986年，來自媒體的一則消息引起了國內外的廣泛關注：由中科院微生物所和北京制藥廠聯(lián)合研究發(fā)明的用于維生素C生產的二步發(fā)酵法新技術，以550萬美元的價格轉讓給(瑞士的)一家國際著名（世界級）制藥公司。這一技術的出口交易額不僅創(chuàng)造了當年中國最大技術出口交易額的紀錄，即使到今天在中科院系統(tǒng)也無出其右者。當年參與研究發(fā)明的一位主要發(fā)明人說，上世紀80年代中期，我國的技術出口還處于起步階段，用于維生素C生產的二步發(fā)酵法技術的成功轉讓，不僅為祖國爭了光，也使研究所上下人心大振，科研信心倍增。如今從國家正式頒布發(fā)明的1980年算起已25年過去了，國內有關制藥廠仍然都使用二步發(fā)酵法這種新工藝進行維生素C生產，一直在創(chuàng)造著巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。為了紀念這項偉大的科研成果的誕生，進一步宣傳中科院的知識創(chuàng)新工程，日前記者就二步發(fā)酵法生產維生素C的問題采訪了中科院微生物研究所的有關人員。

從國家需要出發(fā)立項研究

維生素C是人體營養(yǎng)必需的一種維生素，生理作用廣泛，它不僅作為重要的醫(yī)藥產品用于治療多種疾病，也廣泛應用于食品、飼料及化妝品中。上世紀60年代末，北京制藥廠有關技術人員向微生物所（求援，）提出了（希望能夠幫助）改革維生素C生產老工藝的迫切要求（過程中產生的噬菌體問題，研究所很快就幫助解決了這個問題）。

傳統(tǒng)生產維生素C的方法是1933年德國人發(fā)明的的“萊氏化學法”，它需要經(jīng)過五道工序（一步發(fā)酵、酮化、氧化、轉化和精制），連續(xù)操作有困難，生產中不僅伴有大量有毒氣體和“三廢”的產出，而且對生產環(huán)境有嚴格的防火防爆安全要求。在第一次幫助廠里解決技術難題的過程中，所里的科研人員了解維生素C對國民生活健康的重要性，國家對維生素C有需求，企業(yè)又急需新工藝的情況后，決定下功夫去攻克這個難題。在經(jīng)短暫的準備后，1969年2月，科研人員開始向這個難題發(fā)起挑戰(zhàn)。在當時的大環(huán)境下，科研人員利用一切可利用的時間，查閱了大量的國內外文獻資料，通過分析，決定另辟蹊徑走一條以生物氧化代替化學氧化的全新工藝路線：以第一步發(fā)酵所得的L－山梨糖為原料，一株氧化葡萄糖酸桿菌（“小菌”）和一株假單胞桿菌（“大菌”），大小兩種菌自然組合的混合菌株再進行第二步發(fā)酵生成（-）2-酮基-L-古龍酸，再進行轉化精制得到維生素C。這個混合菌是整個技術的關鍵所在，它是在科研人員艱苦卓絕的努力和頑強鉆研的毅力支持下，經(jīng)過無數(shù)個不眠的日日夜夜的反復實驗，最終在大量的土壤樣品中獲得。1972年在北京制藥廠完成了小試和中試。1974年，二步發(fā)酵法生產維生素C中間體—2-酮基-L-古龍酸的方法通過國家有關部門組織的鑒定，1976年，上海第二制藥廠首先使用全新的生產工藝開始試驗性生產維生素C，開始階段出現(xiàn)了生產不穩(wěn)定的問題，微生物所的研究人員及時總結經(jīng)驗又協(xié)助廠方對菌種生長規(guī)律和發(fā)酵條件繼續(xù)進行研究，并在50噸大罐中擴大試驗，獲得了明顯的效果，生產走向穩(wěn)定正常。1980年4月，二步發(fā)酵法生產維生素C中間體—2-酮基-L-古龍酸的方法被當時的國家科委發(fā)明評選委員會評為發(fā)明二等獎。該項發(fā)明經(jīng)過微生物所和有關藥廠的密切合作，經(jīng)多年反復實踐，技術不斷成熟，終于達到了國際先進水平。

顯著的經(jīng)濟效益和社會效益 與國際上同類工作先進水平比較，微生物所等單位所發(fā)明的用于維生素C生產的二步發(fā)酵法，具有4大優(yōu)勢。1.以生物氧化代替化學氧化，省掉了酮化反應；2.節(jié)約了大量易燃、易爆、有毒的化工原料，大大減少了“三廢”處理，改善了勞動條件，利于安全生產；3.減少工業(yè)用糧、生產工序和生產設備，縮短了生產周期，降低了原料成本；4.與國外二步發(fā)酵法比較，其發(fā)酵規(guī)模和產酸量均居領先地位。以當年北京制藥廠年產150噸維生素C車間為例，采用二步發(fā)酵法新工藝后，每年可節(jié)約丙酮297噸（相當于237.8萬斤糧食）；節(jié)省其他化工原料2600多噸和主要設備58臺；降低了原料成本10%。據(jù)報，目前國內已有年產3萬多噸維生素C的生產能力，若全部開動生產，其產生的經(jīng)濟效益和社會效益、生態(tài)環(huán)保效益是無法估量的。

“搞科研是需要鍥而不舍精神的”

談及當年研究試驗時，被采訪的發(fā)明人說：“搞科研是需要鍥而不舍的精神的”，當時的儀器設備、環(huán)境、資料等條件比不了現(xiàn)在，開始有一段時間，研究進行了7個月沒有突破，壓力很大，但大家從來沒有動搖過信心，最緊張的時候曾連續(xù)9天上夜班，兢兢業(yè)業(yè)工作，不斷調整思路，從采集的670個試樣中分離得到1615株利用L－山梨糖的細菌，最后終于選出一株產酸“優(yōu)”菌（N1197A），試驗成功了。通過參與研究這個項目我深深感到“科技是第一生產力”的巨大威力?，F(xiàn)在科技人員所想的不僅僅是只要把論文寫出來發(fā)表了就行了，而是重在實踐，重在能夠把自己的成果轉化為現(xiàn)實的生產力。科研工作是探索未知的，技術是為社會服務的，理論研究和應用研究二者都要重視?？蒲腥藛T要始終繃緊一根弦，時刻關注國家需要；要有大膽創(chuàng)新的勇氣和智慧，十分重視關心國家需要，這樣才能在自己的工作崗位上為國家多做貢獻。微生物所創(chuàng)新文化和所史辦公室主任戴秀玉說，維生素C生產的二步發(fā)酵法的發(fā)明在微生物所發(fā)展歷史上具有里程碑的意義，今年正值該發(fā)明獲獎25周年，重溫歷史，激勵后人再創(chuàng)輝煌，對我們所來講更有現(xiàn)實意義。

營造良好的科研軟環(huán)境做大做強微生物研究

現(xiàn)任所長高福雖然從海外歸來上任不到一年，但提起維生素C生產二步發(fā)酵法來，他興致勃勃地說，這段歷史可以說是微生物所史上最精彩的一頁！無論是項目的產業(yè)化推廣還是老科學家的勤奮敬業(yè)鉆研精神都是值得我們認真總結和學習的。高福說，我覺得一個研究所或者一個單位，需要有良好的軟環(huán)境，才可能成就一件事情。軟環(huán)境是什么？軟環(huán)境就是文化、歷史、凝聚力等綜合因素。一個研究所如果沒有一定的凝聚力，科研肯定搞不好。研究所的管理是需要文化來統(tǒng)領的。首先我們要想辦法繼承發(fā)揚微生物所的傳統(tǒng)。我們現(xiàn)在提出，跟微生物所有關的人員，不管是已經(jīng)過世的還是現(xiàn)在活躍在學術界的，主編出版過的書都應該在圖書館有一種表現(xiàn)，這代表一種文化和歷史。這里邊一方面體現(xiàn)在無形的底蘊里邊，另一方面有文字記載的東西，這是很重要的，還可以鼓勵后人，激勵后人有一種油然而生的榮譽感。最近，為了加強學術氛圍，為了把所里的基礎研究更進一步提升，另一方面更尊重歷史，我提出開展系列學術講座，以第一屆所長名字命名為“戴芳瀾講座”，一方面讓大家記住歷史，記住前人對工作的貢獻，關鍵還是激勵后人，只要你認真工作，為研究所，為科學院，為科學，為國家做出了貢獻，后人是不會把你忘記的。高福說，相對來說硬件容易一點，只要我們下決心，院里支持，國家支持，有經(jīng)濟條件就能達到，現(xiàn)在從中央到科學院的領導都提出，除了事業(yè)留人，適當?shù)纳畲鲆惨羧恕＼洯h(huán)境需要時間，我們在積極推動這方面的事情。我們也在向好多做得非常好的研究所學習。如果我們把科學研究的氛圍搞得不錯，創(chuàng)造一個好的軟環(huán)境，大家都來扎堆，到一個地方搞研究，就會吸引一部分人才加盟我們的隊伍。

高福說，前不久全國人大常委會副委員長、中科院院長路甬祥同志還來微生物所參觀視察，并對微生物所的發(fā)展做出了重要的指示：“微生物所的發(fā)展要考慮從單純的學科、學術的角度走出來，把微生物研究與發(fā)展放在生命的產生、演化與發(fā)展的整 個系統(tǒng)中考慮，放在地球的生態(tài)環(huán)境體系中考慮，放在當今與未來我國農業(yè)、工業(yè)、經(jīng)濟與社會發(fā)展的全局上考慮?！痹诿嫦驀覒?zhàn)略需求，面向國際科技前沿等方面，微生物所要充分發(fā)揮自身在學科中的骨干作用、引領作用，不斷探索新的適合研究所長遠發(fā)展的機制和途徑，為我們國家建立可持續(xù)發(fā)展的和諧社會做出獨特的貢獻。我們微生物所擁有的物種、資源量是亞洲第一，這一點是我們的優(yōu)勢，我們要利用好這個優(yōu)勢，想辦法把資源利用起來。作為微生物最簡單來說，先有分類，這就是資源，首先有資源才可能做好多的研究，微生物資源這一塊非常非常重要，有了資源，微生物能干什么，馬上問這幾個問題，加強兩個優(yōu)勢學科，微生物可以做好事，那是工業(yè)、環(huán)境、農業(yè)，這是環(huán)境微生物、農業(yè)微生物，還有工業(yè)微生物，像我們國家的能源問題，以微生物為資源，一個是做好事，有些東西暫時不可能國家需求能達到，考慮國家的戰(zhàn)略需求。最近我們部署要有生物材料，尤其是生物能源的預研究。作為微生物所必須有所布局，為國家的戰(zhàn)略需求想好，四年不行，八年，八年不行十年，但是必須有儲備，微生物這個學科應用方面，從學科布局上，在“百人計劃”招的時候，這個東西是和國家戰(zhàn)略需求、和國際的前沿相吻合的。我原來在英國，我要寫項目申請，最后也得要說我這個東西將來有什么應用，要說我寫了，研究來研究去，將來應用價值很遠的，一般也不聘你。搞病毒的，我做完以后，可能對控制艾滋病，這是全球很擔心，或者預報非典有什么作用，走到最后技術跟應用結合，需求還是一致的，到英國有英國的需求，美國有美國的需求，從需求找國際前沿。傳統(tǒng)的學科不在于保持或者是繼承，而是在于怎樣與時俱進利用和發(fā)展它，發(fā)展才有生命力。

高福表示，我們將通過上下齊心協(xié)力營造一個良好的科研軟環(huán)境，建立一支年輕活躍、精干高效的科研隊伍，把每一個人的積極性都調動起來，經(jīng)過我們持續(xù)不斷的努力使微生物研究成為一項真正意義上的“高科技、大產業(yè)”。（注：維生素C生產的二步發(fā)酵法主要發(fā)明人：中科院微生物研究所：尹光琳，陶增鑫，嚴自正，北京制藥廠：寧文珠，王長會，王書鼎）