嘉必优：未来已来，在生物合成时代用生物发酵打造大健康领域里的“国之利器”

图源：新视界

飘香的美酒、醇厚的陈醋、回甘的茶饮、佐餐的腐乳……千百年来，勤劳智慧的中国人利用微生物发酵制作出了无数佳肴尚饮，给中国悠久灿烂的饮食文化增添了浓墨重彩的一笔。而今，在领先科技的助益下，生物发酵技术更是被广泛应用到大健康领域，成为了振兴营养产业的“国之利器”。而在众多从事生物发酵的企业中，有这样一家企业，早在国内微生物发酵法生产多不饱和脂肪酸及脂溶性营养素方兴未艾之时，就已经开始规划布局。这家企业就是嘉必优生物技术(武汉)股份有限公司（以下简称“嘉必优”）。

制胜未来，你不可不知的“生物合成”与“微生物发酵”

尽管只有短短百年左右的发展历程，但这并不妨碍合成生物学被誉为“面向未来的行业”。特别是在环境、资源面临重大考验的今天，谁掌握了合成生物学的尖端科技，谁就有可能在未来占得先机。今天，合成生物学在化工、能源、材料、农业、医药、环境等领域都取得了巨大成就。

什么是合成生物学？众所周知，传统的生物学是通过解构生命体以研究其内在构造，而合成生物学则“反其道而行之”，它是从最基本的要素开始一步步构建生物系统，从而为我所用。就在不久前，我国科学家在全球首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成就是合成生物学最好的例证。此举也意味着，未来或许人类将不再需要种植玉米等农作物，就可以像工业生产酿造啤酒一样车间生产淀粉。如此一来，将可以节省超过90% 的土地和淡水资源，以及肥料、农药等农业生产资料。

那么在营养健康领域，合成生物学又有何建树呢？维生素C二步发酵法或许可以让我们更好的理解合成生物学之于营养健康领域的重大意义。传统维生素C生产往往采用“发酵+合成”工艺，但是该方法存在工艺复杂、高成本、高污染等问题；而后，我国自主研发的维生素C生产二步发酵法不仅减少了化工原料污染、缩短流程，而且使生产成本明显降低。这也使得我国在维生素C生产中占据优势，并在全球市场中获取了更多份额。而这里所提及的“生物发酵”正是生物合成工程技术中的重要组成之一。

数据来源于The CB Insights tech market intelligence platform

微生物发酵：营养产业的高科技主流“赛道”

微生物发酵法是通过微生物的发酵生产目标产物的方法，具有工艺条件温和、生产安全、设备通用性高等特点，对某些食品营养强化剂，采用微生物发酵法具有产品效率高、单位能耗低、对环境的污染小等优势。作为营养素生产主流路径之一，微生物发酵法契合绿色、健康的趋势，发展前景广阔。
 
微生物发酵法对技术要求较高，大致主要分为菌种选育、发酵培养、分离提取(破壁萃取)、纯化、精制、改性等关键步骤。其中菌种选育技术是产品提取的前提和基础，在产品提取过程中发挥了关键的作用；而发酵培养则是产品生产的关键环节, 直接决定了产品的产量。

游刃有余，“高门槛”变“护城河” 

所谓“艺高人胆大”，工艺上的“高门槛”恰恰为嘉必优施展“高超技艺”提供了无尽的发挥空间。在规模化的生产过程中，菌种选育是提高花生四烯酸（ARA）、二十二碳六烯酸（DHA）产量的首要关键因素，由于诱变育种具有非定向性，从中挑取优良性状的菌种工作难度较大，且已获得的优良菌种会随着时间逐渐衰退，保证优良菌种的长期稳定性具有较高的技术难度。发酵工序中的发酵温度、培养液浓度、投料时间、搅拌速度等参数同样需要长时间的理论与实践互证才能逐渐掌握，完善的后处理工艺也是提高生产效率的关键因素。此外，微生物发酵生产法对于培养基设计、工艺设计及优化、生产过程中的代谢精细调控等方面要求较高。微生物的发酵及后处理工艺是设备、技术、管理高度结合的体现，短期内难以被复制。

在“挑战高门槛”的同时，嘉必优自然练就了一身“硬功夫”。其中，以发酵配方优化及发酵工艺控制、多不饱和脂肪酸油脂新型提取、多不饱和脂肪酸油脂包埋、微生物油脂检测技术、功能脂质构建为代表的多项核心技术已在婴幼儿配方食品、膳食营养补充剂、健康食品及特殊医学用途配方食品等领域中广泛应用。

ARA、DHA等产品更是通过了FSSC22000食品安全体系、欧盟NOVEL FOOD、美国FDA GRAS、美国有机，以及多个跨国公司的国际供应商认证，并已完成在欧盟、美国、新西兰等国家和地区市场的准入备案。此外，基于严格、完善的质量和食品生产安全管理体系，嘉必优领衔起草了由卫生部发布的国家标 准《GB 26401-2011食品安全国家标准食品添加剂花生四烯酸油脂（发酵法）》，参与起草了由卫生部发布的国家标准《GB 26400-2011食品安全国家标准食品添加剂二十二碳六烯酸油脂（发酵法）》。

聚焦大健康领域 打造“国之利器”

嘉必优立足生物工程技术，集成工业菌种定向优化技术、发酵精细调控技术、高效分离纯化制备技术，通过可持续的微生物合成制造方式，为全球营养与健康领域的客户提供高品质的营养素产品与创新的解决方案。

嘉必优经过十余年的自主研发与技术积累，掌握了高产菌株选育、发酵配方优化及发酵工艺控制、多不饱和脂肪酸油脂新型提取、微生物油脂检测技术等一系列应用于公司产品的核心技术，形成以菌种选育、细胞工厂控制、高效分离纯化、微胶囊包埋、风险控制检测等技术为基础的技术平台，增强微生物菌种筛选、脂质营养品发酵、分离纯化及不同剂型开发等新产品开发能力。

“业精于勤”，在辛勤探索，不断突破的基础上，嘉必优利用生物发酵法开发出了一系列聚焦大健康领域的“国之利器”。公司不但通过技术创新继续保持原有产品ARA、藻油DHA、β-胡萝卜素及SA的领先优势，更加快基于人乳低聚糖、1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯、番茄红素等新产品的研发工作，扩充产业链、产品线。与此同时进行唾液酸乳糖及岩藻糖基乳糖的技术攻关（HMOs技术攻关），为解决生物制备、产能瓶颈、品质提升问题、实现生产模式升级迭代以及生物技术和信息化技术的融合树立行业标杆。

作为全球领先的生技企业，嘉必优组建了生物学研究室，搭建了生物发酵研究团队，进行生物信息解析等工作，通过工程设计定向获得高效目标菌株，产出可用于人类营养、动物营养及化妆品功能原料等领域的功能原料，为这些产业的持续发展赋能。据悉，生物油脂扩建二期工程项目、多不饱和脂肪酸油脂微胶囊生产线扩建项目预计将于2022年底竣工达产，达产后嘉必优将具有570吨/年的ARA产能及555吨/年的藻油DHA产能。此外，嘉必优计划将SA产能于2022年上半年扩产到30吨，并根据市场需求，逐步扩产到50吨。届时，不仅产能紧张问题将得到改善，预计ARA、藻油DHA等产品的规模效应也将更加明显，SA的规模效应也将逐渐形成。

“嘉必优二十年来，以合成生物学为核心技术，以微生物发酵为主流工艺方法，以高密度的功能性营养素为主打产品，通过持续的技术迭代和产品升级，为客户提供独创性的解决方案，高效能、低成本地解决人类营养的来源（资源）这一重大问题，以应对我们这个生命星球逾来逾严峻的气候变化、环境污染、资源枯竭等重大挑战。”
 
在资源逐渐匮乏，环境污染严重的今天，在国家处于伟大复兴的当下，我国不仅需要“天眼”、“蛟龙”这样的“国之重器”，更需要利用合成生物学这样的尖端科学打造更多着眼未来的“国之利器”。而在这一点上，在大健康领域，嘉必优显然走在了前列。