2010年3月，在北京西四环一个中等规模的实验型工厂里，“耐热SOD酶”完成中试并真正实现了其产业化生产。这一突破不仅是食品用酶及抗氧化酶研究领域的新进展，还被业内专家视为世界保健食品领域的新希望。
然而，“耐热SOD酶”的这条产业化道路，对中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室分子酶学研究组的研究人员和北京奇化美生物科技有限公司的技术人员来说，却是非常漫长和艰辛的。
之所以说这条产业化道路漫长而艰难，是因为“食品用酶及抗氧化酶的分子改良与产品研制”项目从最初的研究立项到最终实现产业化，整整历时八年之久。科技部分别于“十五”“十一五”两次设立“863”重大项目推进“耐热SOD酶”研究应用，“十一五”的“863”项目更是明确要求“耐热SOD酶”实现产业化。
“在这八年中，理论研究和工厂试验各个环节中的问题和困难不断，但正是由于研发人员和技术转移单位双方的坚持不懈，才使‘耐热SOD酶’项目最终实现了产业化。但是，未来还有很长的路要走科院和企业都需要足够的耐心，才能最终看到成果。”中国科学院微生物研究所助理研究员何永志在总结“耐热SOD酶”的产业化进程时如是说。
技术攻关：举步维艰
SOD(Superoxide Dismutase, SOD)，又称超氧化物歧化酶，是一种源于生命体的活性物质，它能够有效遏制、俘获、分解自由基，对抗人体衰老，是防止人体细胞病变的第一道防线。
中国科学院微生物研究所对SOD酶的研究最早可以追溯到“十五”时期。作为国家科技部“863”重大项目课题之一，微生物所早在2003年便开始组建团队进行SOD酶的相关研究。虽然当时市面上小作坊生产的SOD酶屡见不鲜，但是这些SOD酶却存在很多不足之处。
“目前国内外商品化的SOD酶，大多是从动物血液中提取的，难以消除各种病毒及外源污染，这是相关标准明确禁止的。而且由于热稳定性差，普通SOD酶非常容易失活，抗化学剂和抗酸碱性都很弱，持续功效也不长。国内SOD酶的市场并没有得到完整的开发。”何永志向《科学新闻》介绍说。
正是由于这些原因，研发出一种干净安全、稳定性好且未经过任何化学修饰的SOD酶的想法，在中国科学院微生物所分子酶学研究组研究人员的脑子里扎了根。
2003年，由董志扬博士牵头的中科院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室分子酶学研究组，正式开始着手“耐热SOD酶”的研究。在研究之初，由于技术力量、设备配置方面的缺乏与不足，研究困难重重。但研究人员们并没有被眼前的困难所击退，而是不断地变换思维，寻找新的突破点提取高稳定性的SOD酶。
经过长期的调查研究，研究组最终选择利用元基因组技术，从云南腾冲火山热泉环境样品(85℃,pH7.0)中提取DNA，终于获得了全新的“耐热SOD酶”基因。然后，利用蛋白质工程技术对SOD基因进行了表达，从而研发出具有完全自主知识产权的新一代“耐热SOD酶”。随后，研究组进一步改良了工程菌株，并建立了大规模发酵的关键技术体系。
何永志助理研究员告诉《科学新闻》，经过改良的SOD酶优势显著，且达到国际先进水平。
耐热性和稳定性是“耐热SOD酶”的突出特点。它可以耐受100℃高温，并在pH4～11的范围内保持稳定，比活（比活，是指测量酶纯度时，每毫克酶蛋白所具有的酶活力）可达到2000U/mg，能在常温、常态下长期保存（二年以上），并对十二烷基磺酸钠（SDS）、尿素等变性剂显示出良好的耐受性。工程菌蛋白表达量达到5mg/ml,发酵活力达到10000U/ml。
其次是安全、洁净。“耐热SOD酶”的菌种来源是可食用酵母，而非动物源制品，完全避免了各种病毒和外源污染造成的感染，做到了源头上安全和纯净。
SOD酶被发现几十年来，由于没有活性稳定的原材料，直接影响了其后续产品的生产与研发，制约了整个SOD产业的形成与发展。而“耐热SOD酶”的诞生突破了这个困境，使SOD酶的大规模产业化生产有望成为现实。
投资建厂：摸着石头过河
2008年，中国科学院微生物研究所生物资源国家重点实验室获得了“耐热SOD酶”的专利，并将其记载于微生物所的成果年鉴中。也正是这个举措，开启了“耐热SOD酶”产业化的序幕。
2009年，微生物所成果年鉴中的“耐热SOD酶”项目吸引了时任北京中科国发科学技术有限公司（下称中科国发）董事长蒋笃义的注意。蒋笃义先生凭借自身在技术转移市场上10年来的历练经验，敏锐地察觉到“耐热SOD酶”所具备的市场潜力和真正价值，于是下定决心要将“耐热SOD酶”推向市场，服务社会，为企业创造效益，从而实现共赢。
同年底，在蒋笃义董事长的积极推动下，双方正式签署专利独家转让合同，将“耐热SOD酶”专利转让给了中科国发。
而为了推动“耐热SOD酶”的产业化，中科国发更是创新产业化模式，大胆吸引社会投资，并由中科国发控股组建成立了北京奇化美生物科技有限公司（下称奇化美），来具体负责实现产业化进程。
然而，“耐热SOD酶”的产业化起步却并非易事。项目组的研究人员和奇化美的技术人员不得不面临着一切从零开始的局面。没有厂房，没有设备，这些问题都仿佛拦路大山一般横在了“耐热SOD酶”的产业化道路的中央。
一穷二白的局面没有让双方人员畏惧。2010年初，分子酶学研究组和奇化美的相关人员正式开始了“耐热SOD酶”建厂的准备工作。
“从选址到设备选型、设备改造，有很多工作要做。在厂房的选址上,我们考察了好几个地点,再三斟酌，最终定在了西四环。同时，很多设备要订制，像热处理器、超滤浓缩系统等，这都需要时间和精力。因为彼此对生物产业化都没有太多的经验,所以都是摸着石头过河。”何永志告诉《科学新闻》。
不仅仅是厂房设备等硬件条件的不完备，在软件方面，早期实验型工厂的技术人员也极度缺乏。
“刚开始只有几个人。奇化美的左德全总经理和蒋光明主任天天陪着我们在厂房里琢磨，我们在一楼设厂房，在三楼设实验室，那段时间经常熬夜，是最辛苦的。”何永志和奇化美的技术人员董亮在谈到工厂筹建初期的艰苦状况不禁感慨道。
2010年7月，在为期3个多月的筹备后，在项目组研发人员和奇化美技术人员的共同奋战下，“耐热SOD酶”一个中等规模的实验型工厂正式投入运转。在初期的试验中，由于发酵罐等设备的参数有限，提取出的“耐热SOD酶”只能达到3000U/ml。虽然这和在实验室提取的300 U/ml相比有了巨大的飞跃，但是还是离研究人员预期产业化的数值相去甚远。“倘若以这个数值投入生产，那么成本就太高了。”何永志说道。
为了克服这个难题，突破峰值限制，何永志和董亮两人将微生物所实验室里200升的大发酵罐搬进了工厂。做了条件优化后，成效得到了显著的提高。“用了大罐后，数值就上升到了5000 U/ml～6000U/ml。稳定之后，现在甚至可以保持在10000 U/ml～12000U/ml，这足足比我们当年在实验室里用摇瓶提取的单位多了近40倍。”何永志自豪地对《科学新闻》说。目前，奇化美每年可以生产100公斤的“耐热SOD酶”，这就保证了“耐热SOD酶”产业化道路上的重要环节——产量的稳定。
“耐热SOD酶”的产业化生产不仅实现了产量上的稳定，同时也在质量上获得了权威认证。据何永志告诉《科学新闻》，微生物所委托了北京市理化中心对“耐热SOD酶”进行理化试验，同时委托中国疾病预防控制中心对其进行毒理试验。何永志说，据到手的报告显示，“排除了‘耐热SOD酶’含有致病微生物和重金属物质的可能，证明其是无毒无副作用的产品。”
产业化进程：这条路不好走
虽然“耐热SOD酶”的产量和质量均达到了产业化的要求，但在何永志看来，其产业化的道路依然困难重重。
目前，国内真正从事SOD酶生产的企业屈指可数，产量也很小，所以没有范本可以参照。加之我国相关部门对SOD酶的生产及应用态度不明朗，这些都是生物产品无法最终在产业化的道路上高速前进的原因所在。
然而，实现“耐热SOD酶”市场化的途径不是只有一条。奇化美试图从多个领域入手探寻“耐热SOD酶”的产业化突破。“做成食品、保健品也是途径之一，但是，首先必须获得卫生部的认证。”何永志说。
除此之外，将“耐热SOD酶”应用于化妆品中也是其产业化的途径之一。据何永志介绍，中国科学院微生物研究所同拉芳集团合作成立了“发质研究中心”，研究将“耐热SOD酶”添加到护发素当中。同时，还在进行关于保健类牙膏的研究。“但是问题是化妆品还是必须走高端产品路线。虽然‘耐热SOD酶’的产量能够保证，但提取的成本还是很高的。”目前，这些项目还都在进一步的探索当中。
“正如我们所说的，技术层面的突破很容易实现，但是真正实现产品的产业化，走向市场，这还有很长一段路要走。生物领域的投资是一个长期的过程，科院和企业都需要有耐心，我们也希望有眼光的企业来生物领域发展，陆续实现研究成果的产业化进程。”何永志对《科学新闻》说。
虽然“耐热SOD酶”产业化道路上荆棘满布，但是不论是研发人员还是对接企业的技术人员，都对此充满了信心。“SOD酶对人体的健康至关重要，具备很高的社会价值和经济价值，而目前国内外SOD酶的应用实例也很多。现在，不断有国内外的知名企业前来了解‘耐热SOD酶’最新的产业化进展，和我们探讨它的应用以及如何进一步提高产品的附加值。所以说，‘耐热SOD酶’的市场前景还是非常乐观的。”中科国发总经理郭欣告诉《科学新闻》。
如今，中国科学院微生物研究所的科研人员仍在为奇化美“耐热SOD酶”的生产提供包括对菌株的改良在内的源源不断的技术支持。对微生物所的研究人员来说，技术转让并不是终止。“我们科研人员也会在精力允许的范围内，尽最大努力提供后续的技术力量，实现产品的真正产业化和市场化。”何永志说。
“耐热SOD酶”项目目前在产业化方面的进展，也为微生物研究所的其他项目的开发提供了激励和模板。在下一步的研究中，董志扬博士和他的团队将会将基础研究与产业研发放到同一个层面上双管齐下，使研究成果的产业开发进一步深化和完善。■
《科学新闻》 (科学新闻2011年第12期 技术财富)