生物制造是当今生物经济发展的重要基础和保障，生物发酵则占据了生物制造的主导地位，生物发酵产业的高质量发展对于推动我国经济社会转型和满足人民美好生活需要具有重要意义。“十三五”期间，生物发酵产业升级和产能提升的步伐不断加快，取得了突出的成绩，我国生物发酵产业大国地位进一步巩固，正向着生物制造强国有序迈进。
“十四五”期间，生物发酵产业如何布局发展？如何破解“卡脖子”难题，全面提高资源有效利用，加快构建高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化生物制造体系，为延伸食品工业和农产品加工产业链条、实现“双碳”目标和赋能健康生活作出贡献？近日，记者就相关话题采访了中国生物发酵产业协会理事长于学军。于学军表示，全行业认真学习贯彻落实好党的十九届六中全会精神，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持稳中求进工作总基调，坚持党的全面领导，正确认识重要战略机遇期的新内涵，以创新驱动发展为主攻方向,在当前国外形势仍然复杂严峻、不确定性较大的前提下，推进构建以国内大循环为主体、国际国内双循环相互促进的新的发展格局。面向新阶段、新需求，生物发酵产业不仅满足人们的生活消费需要，还将为构建低碳经济社会提供技术支撑，成为拉动我国经济的重要引擎，也将为实现“健康中国”目标做出新的贡献。
激发创新活力推动产业升级
生物发酵产业产品涉及国计民生的各个方面，被广泛用于食品、医药、农业、日化、材料等多个领域，发展前景广阔。
于学军
于学军表示，“十四五”期间，将加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的生物发酵产业新发展格局，打通堵点，补齐短板，形成需求、供给动态平衡，提高人民生活质量，扎实推动我国由生物制造大国向生物制造强国迈进。推动行业做强主产业链条，不断拓展应用领域，发展中高端产品，降低大宗生物发酵产品制造比重；产品向多样性、小品种、高附加值、规模适中发展，实现从传统产品向衍生产品延伸发展；发展高性能、高产菌株的进化育种及高通量筛选技术，不断提升原料利用率、糖酸转化率、分离提取收率；加强具有自主知识产权的酶种开发；开展新型功能发酵制品、高附加值复合型功能性益生菌发酵食品、酵素产品等的研发、营养健康评价及应用。制造过程进一步向绿色、低碳、智能化方向发展。
加强技术攻关破解“卡脖子”难题
“没有生物发酵就没有现代食品工业”，在业内广为流传的这句话，对生物发酵在现代食品工业中的基础地位作出了精准描述。长期从事食品科技研发和管理工作的于学军梳理和归纳了我国生物发酵产业的发展历程和聚焦的重点领域。
20世纪60年代后，新型发酵工业从无到有、从小到大，以谷氨酸钠为代表的氨基酸工业、以柠檬酸为代表的有机酸工业、以淀粉酶为代表的酶制剂工业等，加上淀粉糖工业和酵母工业，形成了我国相当规模的发酵工业体系。通过“六五”“七五”“八五”“九五”前期的技术攻关和引进国外先进技术，摘掉了“发酵工业落后”的帽子，缩小了与国外先进水平的差距。
20世纪90年代，我国玉米深加工行业的工业化、规模化时代到来。2000年左右，山东、吉林、河北雏形显现，之后产能迅速从1000万吨扩张到7000多万吨。与此同时，发酵行业重心向中西部地区转移，向着原料、能源和劳动力优势地区聚集。“十五”“十一五”期间，发酵行业主要产品的产量仍然保持两位数增长。“十一五”末，发酵工业主要行业产品总产量约1800万吨，同比增长16.8%；工业总产值达2000亿元以上，同比增长15.6%；出口总量约达264万吨，出口总额达28亿美元。在国家政策的引导下，发酵产业向集团化、规模化、集约化方向发展，产业结构得到有效调整，企业竞争力增强，产业集中度大大提高，各主要行业都产生了一批龙头企业，柠檬酸产量位居世界第一，味精行业多家企业推出了品牌产品。各行业积极开展资源综合利用，通过高新技术和传统工艺相结合，将各种组分充分回收和利用，在提高附加值的同时，减轻和消除对环境的污染。
“十二五”期间，生物发酵产业发展以“自主创新、规模发展、产业集聚、拉动内需、稳定市场”为原则。随着产业规模的不断扩大、结构的升级调整、企业的兼并重组和技术水平的提升，产业高效、绿色、低碳等可持续发展特征逐步显现。“十二五”时期，我国主要生物发酵产品产量从2011年的2230万吨增加到2015年的2426万吨，年总产值2800多亿元；主要产品出口量从2011年的约286万吨增加到2015年的约330万吨，生物发酵产业产品总量居世界首位，成为名副其实的发酵大国。生物发酵产业以满足市场需求为导向，积极推进结构调整和产业升级，改变了原先产品较单一的格局，为食品、医药、化工等相关行业提供了品质优良的原料，已逐步形成以味精、赖氨酸、柠檬酸、结晶葡萄糖、麦芽糖浆、果葡糖浆等大宗产品为主体，以小品种氨基酸、功能糖醇、低聚糖、微生物多糖等高附加值产品为补充的多产品协调发展的产业格局。
“十三五”期间，中国经济发展方式转变进一步加快，围绕人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产之间的矛盾，生物发酵产业加快了产业升级和产能提升的步伐，实力稳步提升。“十三五”期间，生物发酵产业主要产品产量从2016年的2626万吨增加到2020年的3141万吨；出口量从2016年的约429万吨增加到2019年的约527万吨。生物发酵行业企业研发投入平均约占销售收入的3.9%，有的企业达到9%，获得的具有自主知识产权的专利成果数量逐年递增，较好地实现了行业技术水平的提升。行业重点实验室、工程技术研究中心和专项技术中心共48个，结合产业需求的创新平台正在逐步成为技术创新体系的核心，实现科技成果向现实生产力的转化，形成良性循环的发展态势。编制了工业发酵领域“十三五”技术标准体系建设方案，完善了食品行业发酵制品细分领域技术标准体系，制定实施气、水污染防治政策及相关标准，资源综合利用水平逐步提升。
“十四五”期间，生物发酵产业将针对发展中的薄弱环节和瓶颈，梳理技术短板，加强核心技术攻关，鼓励和支持企业自主创新，逐步改变部分行业核心关键技术受制于人的被动局面。大力发展发酵菌种智能高通量筛选及智能构建与优化技术，缩短发酵菌种研发周期和菌种迭代升级；解决大宗生物发酵产品生物合成途径和规模化高效制备的技术瓶颈；针对目前已有原料的高度依赖问题而研发不同新原料，提高原料利用率和目标产品转化率；重点瞄准产品质量提升工程，提高现有氨基酸、有机酸、酶制剂、酵母、糖醇等产品的生产菌种性能；建设工业核心菌种、工业酶制剂、产业支撑技术与装备等关键共性技术的联合攻关及创新平台；实现大宗生物发酵产品、化工单体和聚合材料的规模化高效生物制造生产，加快高附加值生物发酵产品的产业化；拓展生物制造技术在发酵、食品、饲料、化工等行业的应用。
满足消费新需求走进更多百姓家
从“吃得饱”到“吃得好、吃得营养健康”，随着经济的发展和食品供应稳定，近年来人们对食品的消费需求已发生了巨大的转变。而生物发酵产品的多样性正好迎合了这一消费趋势，为食品结构调整、发展营养健康食品提供了良好的市场需求保障。如何让发酵产业赋能大健康生活，走进更多百姓家？
于学军告诉记者，生物发酵产品中多数作为食品工业的主要基础原料和配料，为“吃得营养健康”提供供给保障。
一是生物发酵产业持续推进“三品”战略，使与之相关的普通食品、特膳食品和营养健康食品等消费品的发展迈上了新台阶，从传统的满足基本衣食住行的消费品向满足更高层次身心健康需求的消费品转移。这样的例子不胜枚举。例如，赤藓糖醇、透明质酸钠等获批的“三新食品”，拓宽了新食品原料的使用范围，可以应用到普通食品中，市场效果明显；酵母抽提物等酵母衍生制品在调味品、生物发酵营养元中得到应用。
二是生物合成在食品生物工程领域应用广泛，主要体现在营养化学品的合成制备等的研发与创新。手性氨基酸等生物发酵营养化学品市场规模达数百亿元；生产脂溶性营养素、甾体等的高效绿色制造技术，显著降低了生产成本，大幅度提高了产品的国际竞争力。
三是国家对环保重视程度和要求日益提高，“禁塑令”进入倒计时。在这一背景下，与生物发酵产业相关的生物基塑料行业的发展已成大势所趋。发酵法生产的高光学纯度L-乳酸、1,5-戊二胺、丁二酸等近几年发展较快，在生产聚酯、聚酰胺等食品用包装材料的生产中起着至关重要的作用。
推行绿色制造向“双碳”目标靠拢
实现碳达峰、碳中和，是党中央作出的重大战略决策，是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择。“双碳”目标下，我国生物发酵产业将如何发力？对此，于学军表示，我国面临资源和环境的双重压力。未来，生物发酵产业将把握基本原则，递进式向“双碳”目标靠拢。
一是加快形成绿色生产方式。大力推动节能减排，全面推进清洁生产，加快发展循环经济，加强资源综合利用，不断提升绿色低碳发展水平；推进互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信（5G）等新兴技术与绿色低碳产业深度融合。
二要坚持产业和环境协同发展，把节约资源能源、低碳转型绿色发展作为重要责任；推行绿色制造，通过示范引导实现绿色制造技术共享，加快推行清洁生产，实现固、液、气等污染物源头削减和末端治理达标排放，从源头和全过程控制污染物产生；不断提高技术和装备水平，支持企业实现资源高效利用、资源循环利用的绿色转型。
三是重点做好以资源的高效利用和循环利用为核心，对发酵行业循环经济运行的共性关键技术组织攻关。积极推行低碳化、循环化和集约化，加强生物发酵行业水平衡、水足迹、碳核查（碳核算）、碳足迹等方面行业标准的研究，加快企业节水、节能技术改造，提升资源利用效率，使生物发酵产业转型升级，引导企业采用新技术新工艺新装备提升绿色智造水平；加快绿色设计产品、绿色工厂评价要求、节水规范等绿色制造相关标准的实施。重点开展生物发酵行业异味排放清单的编制及开展针对性的处理技术开发；开展废水脱色、除盐及废水处理污泥的综合利用研究，进一步提高废水处理的经济性和资源综合利用价值，对行业废水处理工艺开展自动化与智能化的升级改造，适应国家排污许可管理及未来水污染排放标准的要求。开展生物发酵行业二氧化碳捕集、利用的技术开发与示范，全面提升行业绿色和低碳发展水平。
“生物发酵产业大有可为，也必有可为。”于学军表示，新冠肺炎疫情的流行，将导致全球食品供应的不确定因素增多。充分利用现有资源，应用生物发酵技术，将食物原料“吃干榨净”将是食品工业的必由之路。
三大方面提升产业发展支撑能力
目前行业关键核心技术研发、产品应用和标准等体系与高质量发展要求还有差距，于学军表示，“十四五”期间，生物发酵产业在推进关键核心技术研发平台建设、加强产品应用领域深度开发和强化标准体系建设等保障方面，还有很多工作要做。
推进关键核心技术研发平台建设。深入推进国家重点实验室、国家工程研究中心与企业技术中心建设，重点围绕酶制剂、氨基酸及核苷、功能发酵制品、酵素、益生菌制品、淀粉糖（醇）、有机酸、酵母、智能装备等9个领域，聚焦菌种改造核心技术、智能和绿色工程化技术、质量控制提升、功能营养健康评价、产业链延伸研究等6个方向，支持企业作为创新主体建设科技平台。积极推进共建促进产学研用融合的国家、省部级和行业级研发基地，加速行业科技创新与成果转化。
加强产品应用领域深度开发。推动行业固链、强链、补链和延链，发展中高端产品。提升氨基酸产品品质，拓宽应用领域，完善氨基酸产品在食品等领域中应用的法规体系建设；加快研究柠檬酸作为食品级除垢剂、清洗剂应用的机制，开展有机酸（盐酯）及其衍生物在食品、营养与医药等领域应用研究。加大淀粉糖大宗产品向高端需求的应用领域拓展，加大新型淀粉糖及其衍生物的工艺开发。加快多元醇及其衍生产品的研发与生产，使具有功能的糖醇实现肠道内部定点释放，提高现有产品的健康与营养内涵；推广多元醇产品在食品等行业中的应用；研发复合多元醇的终端消费品。构建酶制剂特性评价、产品安全性评价基础数据库和评价方法，开发复合酶及其使用工艺，开发酶制剂产品的剂型。拓展酵母及酵母深加工产品用途及功能，开发食品、酒精专用系列活性干酵母产品及其应用；开发富营养素酵母系列产品及其应用。发展微生态制剂、抗氧化剂、微生物多糖、功能多肽、多不饱和脂肪酸、功能性红曲等产品；研究开发低聚糖等新产品，挖掘传统特色功能发酵制品，研究开发新型功能发酵产品。开展食用酵素功能活性成分研究、营养评价和安全评价研究。挖掘极具本土特色的发酵性能稳定、益生功效显著的植物乳杆菌；优选对婴幼儿更安全可靠的长双歧杆菌、两歧双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、罗伊氏乳杆菌；开发基于益生菌生理特点的益生菌载体及产品。加强药食同源类和食品原料等功能性原料提取物、茶叶等大宗农业副产品提取物产品研究与应用开发，加强海洋微生物发酵产品开发与产业化，开发新型高端海洋药物、功能食品、日化用品原料等产品；开发具有引领性的新型海洋动植物发酵功能制品，抢占高端市场。
强化标准体系建设。加快酵素、氨基酸、功能发酵制品产品行业标准、团体标准的制定；酶制剂、酵素、功能发酵制品等行业急需的评价方法国家标准、行业标准、团体标准的研究制定；生物发酵行业良好生产规范、绿色体系标准等相关国家标准、行业标准、团体标准制定。不断完善生物发酵标准体系，为生物发酵产品的市场竞争力提升保驾护航。
新阶段实现产业由大到强跨越
于学军表示，可以预见，未来10年，生物发酵产业结构调整将取得明显成效，产能结构性过剩得到有效缓解，产业规模稳步增长。完善行业创新体系，充分发挥创新引领作用，攻克行业关键核心技术，实现科技自立自强；加强合成生物技术、发酵装备智能化等技术开发，抢占世界制高点；做好主产业链条，壮大新经济，不断拓展应用领域。加快构建绿色制造体系，推动行业绿色、低碳发展，制造过程清洁化、资源能源利用高效化，大幅度减少污染物的产生和排放，不断降低原料、能耗和水耗；进一步完善标准化支撑体系，以先进标准引领行业高质量发展；培育和依托产业集群，推动产业集群特色发展、做大做强。加快构建以国内大循环为主体，国内国际双循环相互促进的新发展格局，形成一批具有较强国际竞争力的骨干企业，进一步开拓国际市场，夯实生物制造大国地位，用10年左右时间建成世界生物制造强国，实现由大到强的跨越。
于学军表示，党的十九届六中全会的胜利召开，恰逢建党百年的关键历史节点，在第二个百年奋斗目标新征程开启的特殊时刻，意义重大而深远。全会通过的《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》是新时代中国共产党人牢记初心使命、坚持和发展中国特色社会主义的政治宣言，是以史为鉴、开创未来、实现中华民族伟大复兴的行动指南。“面对复杂的国内外环境，只要我们团结一心，坚决做到两个‘维护’，利用好宝贵的十条历史经验，弘扬伟大的建党精神，开拓创新，埋头苦干、稳中求进、勇毅前行，咬定青山不放松，各项战略目标就一定能够实现。”于学军对产业发展满怀信心。
