致力工业微生物学科建设 促进发酵产业科技创新
——访工业微生物发酵技术国家工程研究中心施巧琴教授
本报记者 朱建军
1月18日，在福建师范大学仓山校区双安楼，记者慕名采访了该校离任教师，现为工业微生物发酵技术国家工程研究中心施巧琴教授。她是我国碱性脂肪酶科研和生产创始人，在国内首创发酵法生产酸豆奶，使L-苯丙氨酸生产达到世界先进水平，使高产虫草素的蛹虫草选育成功，在国内首创发酵法生产酸豆奶等，为我国发酵产业尤其食品工业做出了突出贡献。近8年来，她由于疾病进行了五次大小手术，仍然坚持在科研第一线，孜孜不倦地工作，感动了团队里的年轻人，更加有力地促进了微生物学科建设。
我国碱性脂肪酶科研和生产创始人
施巧琴教授率领团队经多年努力，于1995年选育出高产脂肪酶突变株PF-868变株，其发酵酶活达2860U/ml。其后，通过5年的科技攻关，以PF-868为出发菌株，利用抗阻遏代谢控制育种技术，选育获得高产优良突变株FS-1884-1，其发酵酶活达7744U/ml，较原始菌株酶活提高了140多倍，并成功在深圳绿微康生物工程有限公司实现了产业化，成为我国唯一的国产碱性脂肪酶的生产企业，所使用的脂肪酶生产菌株也是目前国内唯一的国产碱性脂肪酶生产菌株。该酶酶学特性优良，能使生面团中的甘油三酯水解生成甘油单酯，起到延缓面粉制品腐败的作用，同时单甘酯和双甘酯的形成也使面粉中的蛋白起泡性质得到改善。作为面粉改良剂，该公司生产的碱性脂肪酶产品已出口土耳其等13个国家，打破了诺维信和杰能科等国际品牌的垄断局面。
L-苯丙氨酸生产达到世界先进水平
施巧琴教授在传统诱变育种的基础上，利用代谢工程原理在细胞整体水平上对L-苯丙氨酸原有发酵菌株进行分子改造，并首次应用分子定向协同共进化技术对L-苯丙氨酸代谢途径关键酶基因进行整体改造，结合高通量筛选手段，在国家微生物发酵专项基金支持下，成功构建了适应工业化生产的高产L-苯丙氨酸的工程菌株ES－4573-2，建立了相应的补料和发酵控制工艺。该菌株在福建省麦丹生物集团有限公司300M3发酵罐上产酸率达80g/L，处于国际先进水平。
普鲁兰酶的研发取得突破性进展
普鲁兰酶能够专一性切开支链淀粉中的α-1,6-糖苷键，剪下整个侧枝形成直链淀粉的特性，在以淀粉为原料的食品工业中有着重要的作用，呈现巨大的市场。目前，普鲁兰酶的工业化生产技术被丹麦和美国垄断，价格昂贵，迫切需要国内的科学家选育高产菌种，并进行普鲁兰酶的应用研究，摆脱对进口普鲁兰酶产品的依赖。
施巧琴教授采用南京金斯瑞生物科技有限公司分子生物学的优势所构建的工程菌株F-1408，通过强化种子工艺及发酵过程优化等工艺创新，实现了普鲁兰酶基因的高效异源表达。目前，该菌株在50L罐其发酵酶活达1520U/ml，较起始酶活820 U/ml取得了突破性进展。现正努力向2000 U/ml发酵水平进行联合攻关。
高产虫草素的蛹虫草选育成功并实现了产业化
蛹虫草（Cordyceps militaris）是替代冬虫夏草（Cordyceps sinensis）最好选择，其产品优劣取决于虫草素含量的高低。普通蛹虫草子实体虫草素的含量为0.1%-0.3%。施巧琴教授通过单胞子分离、DNA shuffling和细胞融合等技术手段，筛选获得了虫草素含量超过1%的优良品种FJN-78，已在长白山建立了生产基地，并建立了虫草素提取制备新工艺。高虫草素含量的产品已在厦门元尊生物工程有限公司实现了产业化。
在国内首创发酵法生产酸豆奶
发酵乳制品营养丰富、口感风味俱佳，深受广大消费者的喜爱，尤其对牛奶过敏人群，豆奶是理想的奶源。施巧琴教授首先采用筛选获得的特异乳酸菌SF-1和SF-2菌株进行发酵和去除豆腥味，形成了风味独特的酸豆奶。
以大豆为原料发酵生产的“酸豆凝乳”营养价值不低于酸牛奶，不含胆固醇、成本更加低廉，是替代“酸牛奶”的最佳选择。该产品的研制成功，对推动我国学生奶计划及大豆工程的实施具有重要的意义，有广阔的市场前景。
首创细胞转化法生产L-苹果酸
施巧琴教授以温特曲霉（Aspergillus wentii）为出发菌株，经紫外线和亚硝基胍复合诱变，采用细胞转化法合成L-苹果酸为筛选机制，获得了一株L-苹果酸高产突变株F-871，建立了发酵培养工艺和细胞转化延胡索酸生产苹果酸的工艺，实现细胞转化法生产L-苹果酸。该工艺与传统工艺相比，产酸水平由8%—9%提高至31.5%，转化率由85%—90%提高至99.5%，发酵周期由80—90小时缩短至50—55小时。该法具有产酸转化率高、周期短、耗能少、成本低、残杂酸低的特点，L-苹果酸产品纯度高、符合出口标准。
在国内率先进行食用菌对重金属富集能力的研究
福建省是我国食用菌产业的大省，普遍采用袋栽技术生产各类食用菌。由于栽培食用菌的培养基来自农副产品的下脚料，存在重金属超标的风险。施巧琴教授十分关注这个问题。20世纪90年代开始，施巧琴教授就带领团队对福建省栽种的食用菌主要品种（香菇、凤尾菇、金针菇、蘑菇、黑木耳和银耳等）对重金属的吸收积累及代谢进行了系统的研究，发现了凤尾菇对汞、砷和铅等重金属富集能力最强。这一发现填补了国内空白，并为食用菌产业袋栽配方的改良生产提供了科学依据。
采访中，施巧琴教授也特别提及到，她的成功离不开丈夫吴松刚教授的支持。50多年来，俩人同甘共苦、风雨同舟，相濡以沫，比翼齐飞，关于2010年共庆金婚。
(来源：中国食品报 2015-01-23 5版 海峡食品)
