炎炎夏日,記者走進黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司(以下簡稱飛鶴乳業(yè))的智能工廠。涼爽的生產車間里看不見一個人、一滴奶,只有密集排列的設備和縱橫交錯的不銹鋼管道。
在這里,飛鶴乳業(yè)首席科學家、總工程師蔣士龍帶隊建成我國乳制品行業(yè)第一條乳鐵蛋白自動化生產線。前不久,這條生產線全面投產。
近日,蔣士龍接受科技日報記者采訪,講述了中國乳制品企業(yè)立足母乳研究、突破行業(yè)關鍵技術的歷程。
參與建設國家母乳數據庫
記者:看了您的履歷,發(fā)現您曾在上海某高校任教。后來您選擇從高校進入企業(yè)出于什么考慮?
蔣士龍:2000年,我在高校任教,當時通過教育部公開選拔赴日本深造。在日本,我學的專業(yè)是食品科學。學習期間,我調研發(fā)現,國外食品企業(yè)非常重視基礎研究,這方面的投入力度非常大。根據研究成果制作原料,再將其用到食品生產中,這在國外相關企業(yè)已經是比較常見的操作。我想在國內推廣這一做法,于是在2006年從日本歸國后進入企業(yè)。
記者:從學校到企業(yè),您會有不適應嗎?
蔣士龍:剛到企業(yè)時,我要在思維上進行一些轉變,但這個過程很短。食品科學本就是應用學科,我原來做的也是應用研究。到了企業(yè),正好可以將一些科研成果轉化為產品。
記者:您曾經參與建立國家首個母乳數據庫,能談談這個項目嗎?
蔣士龍:母乳是嬰兒最理想的食物?!百N近母乳”是嬰幼兒配方乳粉的研發(fā)目標,也是我的研發(fā)目標。
要實現這一目標,首先要研究母乳。母乳數據庫是母乳研究的基礎。此前,我國沒有自己的母乳數據庫,我國嬰幼兒配方乳粉的研制標準主要參考國外。
2009年,“863計劃”中的營養(yǎng)強化食品的研究與開發(fā)專項提出,要建立中國母乳數據庫,為制定我國嬰幼兒喂養(yǎng)指南提供依據。2009年,以參與“863計劃”為契機,我們著手建立中國母乳數據庫。
建立數據庫的第一步,就是采集母乳。采集前,我們進行了預試驗、設計實驗方案、撰寫調查問卷、倫理審查等準備工作。2010年,我們正式開始在全國9個主要采樣點進行母乳采集。
記者:采集過程復雜嗎?
蔣士龍:首先,哺乳者使用的吸奶器型號、功率要統(tǒng)一;其次,母乳樣品因需特殊冷藏,采樣器具要經受住零下80攝氏度的低溫。
采集母乳之外,我和團隊成員還要進行膳食調查和母子健康狀況調查,記錄哺乳者日常油鹽攝入量、睡眠時長等。而且信息記錄要細化,比如光記錄“吃了一碗米飯”不行,工作人員需確認碗的大小。
記者:這之后您和團隊又做了哪些工作?
蔣士龍:拿到母乳樣本后,我們就開始設計檢測方案,開發(fā)能夠檢測出新功能成分的技術,以更細致地分析母乳。同時,我們還探索先進工藝,將發(fā)現的新成分更好地保存在原料中。
建成國內首條乳鐵蛋白生產線
記者:近年來,哪項創(chuàng)新成果最令您印象深刻?
蔣士龍:那就不得不提我國乳制品行業(yè)第一條乳鐵蛋白自動化生產線了。
記者:為什么要建設這條生產線?
蔣士龍:乳鐵蛋白作為母乳中重要的活性成分,對于嬰兒免疫力提升和營養(yǎng)結構改善具有重要意義。它常作為食品營養(yǎng)強化劑,被加入乳粉或其他嬰幼兒食品中。
這條生產線于2022年正式投產。此前,國內企業(yè)只能從國外進口乳鐵蛋白。2017年,我國乳鐵蛋白需求量大幅增加,國外一時供應不上。原料價格一下子翻了10倍,嚴重制約相關產品生產。
記者:相比高價購買原料,從零開始建設生產線投入更大吧?
蔣士龍:的確如此,但我們先走出這一步,或許能帶動其他企業(yè),逐漸改變我國嬰幼兒配方乳粉原料供應依賴進口的局面。
記者:建設這條生產線的難點在哪兒?
蔣士龍:難點在于,以可控的成本從牛奶中提取乳鐵蛋白并保證其活性和提取率。乳鐵蛋白是熱敏物質,在超過60攝氏度的環(huán)境下就變性了,而傳統(tǒng)提取方法很難精準控溫。
記者:您和團隊成員是怎樣突破這一難題的?
蔣士龍:我們沒有走傳統(tǒng)路線,而是選擇研發(fā)層析超濾技術——用新材料把乳鐵蛋白從牛奶里“吸”出來。
記者:那選擇什么材料就很關鍵。
蔣士龍:你說的沒錯。我們選用樹脂從液態(tài)牛奶中將乳鐵蛋白“吸”出來。樹脂類型以及牛奶流速、溫度等,都會影響乳鐵蛋白的提取效率。
除此之外,因為脂肪會影響樹脂的使用壽命,所以工作人員要先用離心機對液態(tài)牛奶進行脫脂。只有脫脂奶,才能被用于提取乳鐵蛋白。
記者:脫脂要脫到什么程度?
蔣士龍:需使牛奶的脂肪含量小于0.1%,而一般脫脂牛奶的脂肪含量是3%至4%。
記者:小于0.1%算很高的標準嗎?
蔣士龍:行業(yè)內來說,一些企業(yè)是能夠達到的,但是如果想持續(xù)、穩(wěn)定達到這個標準,很難。脂肪含量忽高忽低會對產品質量造成較大影響。
記者:把乳鐵蛋白提取出來后,怎么保存呢?
蔣士龍:那就要提到干燥工藝了。當時,國際主流干燥工藝有兩種,一種是低溫噴霧干燥工藝,另一種是冷凍干燥工藝。高溫會影響蛋白質的活性,所以我們沒有選擇作業(yè)溫度為100攝氏度的低溫噴霧干燥工藝,而選用成本較高的冷凍干燥工藝。
記者:解決了這些問題,生產線建設是不是就勝利在望了?
蔣士龍:還差得遠。在后期生產線調試階段,我和團隊還遇到了很多難題。比如,在第一次調試時,用生產線提取出來的乳鐵蛋白雜質較多,影響原料質量。后來,在第二次和第三次調試中,我們通過改進工藝、升級儀器,把這個問題解決了,使提取出的乳鐵蛋白各方面參數達到標準。整個后期調試歷時兩年,直到現在我們仍不斷對其進行改進。
記者:這條生產線對我國乳制品行業(yè)發(fā)展產生了什么影響?
蔣士龍:我國乳制品行業(yè)長久以來都存在著奶源進口依賴度高、嬰幼兒配方乳粉原料自給率不足等問題。這條生產線建成后,乳鐵蛋白不再完全依靠進口,解決了行業(yè)“卡脖子”問題。
需要“六邊形”科研人才
記者:除了乳鐵蛋白,還有哪些嬰幼兒配方乳粉原料自給率不足?
蔣士龍:比如乳清粉。它是制造干酪或干酪素的副產品乳清,經過脫脂、濃縮、脫鹽、噴霧干燥等工藝獲得的一種產品。按照礦物質去除率,乳清粉可以分為D40、D70、D90等型號,主要成分是乳清蛋白和乳糖。其中,D90乳清粉灰分含量在1.5%以下,是生產嬰幼兒配方乳粉的主要原料。
由于我國多數地區(qū)沒有食用干酪的習慣,缺乏相關產業(yè)基礎,生產成本較高,脫鹽乳清粉主要依賴進口,高脫鹽度乳清粉甚至處于完全依賴進口的狀態(tài)。數據顯示,我國乳清粉進口量年均增長率為10.7%,國產脫鹽乳清粉體量較小,尚不能滿足國內市場需求。
為打破進口依賴,我國多部門大力支持生產奶酪、乳清粉、黃油等乳制品。近年來,我們科研團隊相繼參與多個國家級、省級重點項目,開發(fā)出符合國家標準的D90脫鹽乳清產品,并建成了脫鹽乳清生產線。
記者:在您看來,乳業(yè)科研工作有什么特點?
蔣士龍:個人認為,不論身處哪個領域、哪個行業(yè),只要從事研究工作,都需付出大量時間和精力,要耐得住寂寞,在突破關鍵問題和核心技術上下苦功。我們團隊成員完成一篇論文可能要花費幾年時間,而且風險高、產出不確定。
要說特點,乳業(yè)科研工作實踐性較強,相關研究人員要經常去生產基地采樣、調研。在項目的關鍵節(jié)點,我們團隊成員還要長時間在外地。團隊中過半數的科研人員,一年40%的時間都在出差。
記者:人才是企業(yè)保持技術領先、實現創(chuàng)新突破的關鍵。您認為我國乳業(yè)科研人才培養(yǎng)是否存在短板?
蔣士龍:近年來,我國乳業(yè)市場發(fā)展迅猛,乳企對研發(fā)的投入不斷增加。相比之下,我國乳業(yè)科研人才存在較大缺口,尤其缺乏復合型人才。我認為,乳企科研人才不僅要研究能力強,而且要有一顆“媽媽的心”,我們更需要的這樣的“六邊形”人才。
記者:您認為應如何培養(yǎng)年輕人?
蔣士龍:總體來說,在人才培養(yǎng)上,企業(yè)首先要明確培養(yǎng)目標,其次要結合生產實際進行詳細規(guī)劃。具體到培養(yǎng)年輕人,我們建立了靈活的機制,營造了支持創(chuàng)新和容錯的環(huán)境,盡可能激發(fā)他們的研發(fā)熱情。同時,企業(yè)非常鼓勵年輕科研人員參與國際交流和合作,讓他們了解前沿技術和海外產品。
除此之外,對于有深造想法的年輕人,企業(yè)會大力支持,幫他們找到合適的學校或導師。當他們學成回來后,企業(yè)會提供職業(yè)發(fā)展指導,給他們重新安排崗位,讓他們學以致用、施展所長。
記者:對青年科研人員,您有什么期望?
蔣士龍:首先,我希望他們有大視野,成為懂技術更懂市場的復合型人才。其次,我希望他們有持之以恒的精神,能耐得住寂寞,坐得住“冷板凳”。
最后,我希望他們在做科研的同時,多思考行業(yè)發(fā)展,投入到應用中去,研發(fā)符合當下市場趨勢的產品,與時俱進滿足消費者需求,推動中國乳業(yè)向高端化、品質化邁進,為建設健康中國貢獻智慧和力量。
記者手記
蔣士龍?zhí)α?,在一個會議間隙,記者終于見到了這位“奶爸”。3個小時的采訪,我們被打斷了數次,不時有人拿文件請他簽字。但他大腦“切換”極快,剛看完實驗數據,下一秒便回答記者的問題。
采訪后,蔣士龍就要去機場,奔赴下一個項目。“對嬰兒來說,母乳是最好的食物。但很多母親因為種種原因無法實現母乳喂養(yǎng),乳粉就是孩子重要的營養(yǎng)來源?!彼f,“我們要想著,如果自己有孩子,給他喝什么。乳粉不僅要有科技,更要有溫度?!?/p>
采訪中,蔣士龍多次說“自己是幸運的”,一路走來,見證了中國乳制品行業(yè)從“站起來”到“強起來”的歷程。“未來,我希望把更多新技術應用到乳粉研制中,提升研發(fā)效率?!彼f。
(科技日報記者 夏凡 李麗云)