微生物所发明维生素C生产二步发酵法25周年纪实

第一篇：微生物所发明维生素C生产二步发酵法25周年纪实

微生物所发明维生素C生产二步发酵法25周年纪实

1986年，来自媒体的一则消息引起了国内外的广泛关注：由中科院微生物所和北京制药厂联合研究发明的用于维生素C生产的二步发酵法新技术，以550万美元的价格转让给(瑞士的)一家国际著名（世界级）制药公司。这一技术的出口交易额不仅创造了当年中国最大技术出口交易额的纪录，即使到今天在中科院系统也无出其右者。当年参与研究发明的一位主要发明人说，上世纪80年代中期，我国的技术出口还处于起步阶段，用于维生素C生产的二步发酵法技术的成功转让，不仅为祖国争了光，也使研究所上下人心大振，科研信心倍增。如今从国家正式颁布发明的1980年算起已25年过去了，国内有关制药厂仍然都使用二步发酵法这种新工艺进行维生素C生产，一直在创造着巨大的经济效益和社会效益。为了纪念这项伟大的科研成果的诞生，进一步宣传中科院的知识创新工程，日前记者就二步发酵法生产维生素C的问题采访了中科院微生物研究所的有关人员。

从国家需要出发立项研究

维生素C是人体营养必需的一种维生素，生理作用广泛，它不仅作为重要的医药产品用于治疗多种疾病，也广泛应用于食品、饲料及化妆品中。上世纪60年代末，北京制药厂有关技术人员向微生物所（求援，）提出了（希望能够帮助）改革维生素C生产老工艺的迫切要求（过程中产生的噬菌体问题，研究所很快就帮助解决了这个问题）。

传统生产维生素C的方法是1933年德国人发明的的“莱氏化学法”，它需要经过五道工序（一步发酵、酮化、氧化、转化和精制），连续操作有困难，生产中不仅伴有大量有毒气体和“三废”的产出，而且对生产环境有严格的防火防爆安全要求。在第一次帮助厂里解决技术难题的过程中，所里的科研人员了解维生素C对国民生活健康的重要性，国家对维生素C有需求，企业又急需新工艺的情况后，决定下功夫去攻克这个难题。在经短暂的准备后，1969年2月，科研人员开始向这个难题发起挑战。在当时的大环境下，科研人员利用一切可利用的时间，查阅了大量的国内外文献资料，通过分析，决定另辟蹊径走一条以生物氧化代替化学氧化的全新工艺路线：以第一步发酵所得的L－山梨糖为原料，一株氧化葡萄糖酸杆菌（“小菌”）和一株假单胞杆菌（“大菌”），大小两种菌自然组合的混合菌株再进行第二步发酵生成（-）2-酮基-L-古龙酸，再进行转化精制得到维生素C。这个混合菌是整个技术的关键所在，它是在科研人员艰苦卓绝的努力和顽强钻研的毅力支持下，经过无数个不眠的日日夜夜的反复实验，最终在大量的土壤样品中获得。1972年在北京制药厂完成了小试和中试。1974年，二步发酵法生产维生素C中间体—2-酮基-L-古龙酸的方法通过国家有关部门组织的鉴定，1976年，上海第二制药厂首先使用全新的生产工艺开始试验性生产维生素C，开始阶段出现了生产不稳定的问题，微生物所的研究人员及时总结经验又协助厂方对菌种生长规律和发酵条件继续进行研究，并在50吨大罐中扩大试验，获得了明显的效果，生产走向稳定正常。1980年4月，二步发酵法生产维生素C中间体—2-酮基-L-古龙酸的方法被当时的国家科委发明评选委员会评为发明二等奖。该项发明经过微生物所和有关药厂的密切合作，经多年反复实践，技术不断成熟，终于达到了国际先进水平。

显著的经济效益和社会效益 与国际上同类工作先进水平比较，微生物所等单位所发明的用于维生素C生产的二步发酵法，具有4大优势。1.以生物氧化代替化学氧化，省掉了酮化反应；2.节约了大量易燃、易爆、有毒的化工原料，大大减少了“三废”处理，改善了劳动条件，利于安全生产；3.减少工业用粮、生产工序和生产设备，缩短了生产周期，降低了原料成本；4.与国外二步发酵法比较，其发酵规模和产酸量均居领先地位。以当年北京制药厂年产150吨维生素C车间为例，采用二步发酵法新工艺后，每年可节约丙酮297吨（相当于237.8万斤粮食）；节省其他化工原料2600多吨和主要设备58台；降低了原料成本10%。据报，目前国内已有年产3万多吨维生素C的生产能力，若全部开动生产，其产生的经济效益和社会效益、生态环保效益是无法估量的。

“搞科研是需要锲而不舍精神的”

谈及当年研究试验时，被采访的发明人说：“搞科研是需要锲而不舍的精神的”，当时的仪器设备、环境、资料等条件比不了现在，开始有一段时间，研究进行了7个月没有突破，压力很大，但大家从来没有动摇过信心，最紧张的时候曾连续9天上夜班，兢兢业业工作，不断调整思路，从采集的670个试样中分离得到1615株利用L－山梨糖的细菌，最后终于选出一株产酸“优”菌（N1197A），试验成功了。通过参与研究这个项目我深深感到“科技是第一生产力”的巨大威力。现在科技人员所想的不仅仅是只要把论文写出来发表了就行了，而是重在实践，重在能够把自己的成果转化为现实的生产力。科研工作是探索未知的，技术是为社会服务的，理论研究和应用研究二者都要重视。科研人员要始终绷紧一根弦，时刻关注国家需要；要有大胆创新的勇气和智慧，十分重视关心国家需要，这样才能在自己的工作岗位上为国家多做贡献。微生物所创新文化和所史办公室主任戴秀玉说，维生素C生产的二步发酵法的发明在微生物所发展历史上具有里程碑的意义，今年正值该发明获奖25周年，重温历史，激励后人再创辉煌，对我们所来讲更有现实意义。

营造良好的科研软环境做大做强微生物研究

现任所长高福虽然从海外归来上任不到一年，但提起维生素C生产二步发酵法来，他兴致勃勃地说，这段历史可以说是微生物所史上最精彩的一页！无论是项目的产业化推广还是老科学家的勤奋敬业钻研精神都是值得我们认真总结和学习的。高福说，我觉得一个研究所或者一个单位，需要有良好的软环境，才可能成就一件事情。软环境是什么？软环境就是文化、历史、凝聚力等综合因素。一个研究所如果没有一定的凝聚力，科研肯定搞不好。研究所的管理是需要文化来统领的。首先我们要想办法继承发扬微生物所的传统。我们现在提出，跟微生物所有关的人员，不管是已经过世的还是现在活跃在学术界的，主编出版过的书都应该在图书馆有一种表现，这代表一种文化和历史。这里边一方面体现在无形的底蕴里边，另一方面有文字记载的东西，这是很重要的，还可以鼓励后人，激励后人有一种油然而生的荣誉感。最近，为了加强学术氛围，为了把所里的基础研究更进一步提升，另一方面更尊重历史，我提出开展系列学术讲座，以第一届所长名字命名为“戴芳澜讲座”，一方面让大家记住历史，记住前人对工作的贡献，关键还是激励后人，只要你认真工作，为研究所，为科学院，为科学，为国家做出了贡献，后人是不会把你忘记的。高福说，相对来说硬件容易一点，只要我们下决心，院里支持，国家支持，有经济条件就能达到，现在从中央到科学院的领导都提出，除了事业留人，适当的生活待遇也要留人。软环境需要时间，我们在积极推动这方面的事情。我们也在向好多做得非常好的研究所学习。如果我们把科学研究的氛围搞得不错，创造一个好的软环境，大家都来扎堆，到一个地方搞研究，就会吸引一部分人才加盟我们的队伍。

高福说，前不久全国人大常委会副委员长、中科院院长路甬祥同志还来微生物所参观视察，并对微生物所的发展做出了重要的指示：“微生物所的发展要考虑从单纯的学科、学术的角度走出来，把微生物研究与发展放在生命的产生、演化与发展的整 个系统中考虑，放在地球的生态环境体系中考虑，放在当今与未来我国农业、工业、经济与社会发展的全局上考虑。”在面向国家战略需求，面向国际科技前沿等方面，微生物所要充分发挥自身在学科中的骨干作用、引领作用，不断探索新的适合研究所长远发展的机制和途径，为我们国家建立可持续发展的和谐社会做出独特的贡献。我们微生物所拥有的物种、资源量是亚洲第一，这一点是我们的优势，我们要利用好这个优势，想办法把资源利用起来。作为微生物最简单来说，先有分类，这就是资源，首先有资源才可能做好多的研究，微生物资源这一块非常非常重要，有了资源，微生物能干什么，马上问这几个问题，加强两个优势学科，微生物可以做好事，那是工业、环境、农业，这是环境微生物、农业微生物，还有工业微生物，像我们国家的能源问题，以微生物为资源，一个是做好事，有些东西暂时不可能国家需求能达到，考虑国家的战略需求。最近我们部署要有生物材料，尤其是生物能源的预研究。作为微生物所必须有所布局，为国家的战略需求想好，四年不行，八年，八年不行十年，但是必须有储备，微生物这个学科应用方面，从学科布局上，在“百人计划”招的时候，这个东西是和国家战略需求、和国际的前沿相吻合的。我原来在英国，我要写项目申请，最后也得要说我这个东西将来有什么应用，要说我写了，研究来研究去，将来应用价值很远的，一般也不聘你。搞病毒的，我做完以后，可能对控制艾滋病，这是全球很担心，或者预报非典有什么作用，走到最后技术跟应用结合，需求还是一致的，到英国有英国的需求，美国有美国的需求，从需求找国际前沿。传统的学科不在于保持或者是继承，而是在于怎样与时俱进利用和发展它，发展才有生命力。

高福表示，我们将通过上下齐心协力营造一个良好的科研软环境，建立一支年轻活跃、精干高效的科研队伍，把每一个人的积极性都调动起来，经过我们持续不断的努力使微生物研究成为一项真正意义上的“高科技、大产业”。（注：维生素C生产的二步发酵法主要发明人：中科院微生物研究所：尹光琳，陶增鑫，严自正，北京制药厂：宁文珠，王长会，王书鼎）