高质量发展看河北丨“天选甜妹”：突破技术垄断在国际市场实现“弯道超车”

　　河北经济日报记者 吴新光 石鹏飞 冀伟 通讯员 李卫国

　　肥嫩的叶片，娇柔的花瓣，金秋时节，遍布我国大江南北的甜叶菊，迎来收获的季节。10月10日，记者在位于河北省曲周县的晨光生物科技集团股份有限公司（以下简称“晨光生物”）看到，一辆辆满载甜叶菊的大货车、三轮农用车鱼贯而入。

　　这种神奇的植物叶片富含的甜菊糖苷（也称“甜菊糖”），是一种低热量、高甜度的天然甜味剂，被誉为“世界第三大糖源”。晨光生物科研人员徐美利博士带领团队，首创甜叶菊短链醇混合溶液同步提取甜菊糖苷和绿原酸、异绿原酸关键技术，打破了国外企业的技术垄断，使我国甜菊糖苷在国际市场上实现了弯道超车。

　　“天选甜妹”，一朵花开分三枝

　　酸甜苦辣，这四个味道当中，“甜”是最有诱惑力的味道。随着人们健康意识的不断增强，人工合成的甜味剂如安赛蜜、阿斯巴甜等逐渐被打入“冷宫”，“0”糖的天然甜味剂被广泛应用于食品、饮料、药品等产品的生产当中。

　　晨光生物科研人员徐美利博士（左四）与团队成员在讨论技术问题。河北经济日报记者 吴新光 摄

　　据了解，甜菊糖苷的甜度是蔗糖的200～300倍，热量却只有蔗糖的1/300，因其高甜度、低热量、纯天然的特点而被称为“天选甜妹”。

　　2013年，看好甜菊糖苷的发展前景，晨光生物建成了一条年产量上千吨的甜菊糖苷生产线。但是，由于生产线采用的是传统的甜菊糖苷水提工艺，生产弊端开始逐渐显现为了去除提取液中的杂质，在甜菊糖苷生产过程中，加工一吨原料需要消耗160公斤硫酸亚铁和60公斤氢氧化钙进行絮凝，另外还需要用45吨至50吨水冲洗包裹在渣泥中的甜菊糖苷等，耗水量大不说，大量的铁、硫等成分进入废水、废渣中，处理起来难度很大。

　　2017年，由于产品透光度等指标不达标，甜菊糖苷生产“走不下去了”。

　　如何优化提升甜菊糖苷的提取工艺呢？这让晨光生物科研人员徐美利陷入深深的思考。凭着专业知识和工作经验，徐美利首先找到了其中的症结，“水提工艺在甜菊糖苷生产过程中很容易滋生微生物堵塞吸附柱，加之树脂吸附能力逐渐减弱，这是造成问题的主要原因。”

　　此外，徐美利还意识到另一个问题：甜菊叶中含有6%～7%的绿原酸和异绿原酸，这也是传统中药材金银花、杜仲的重要成分，但单体组成稍微有差别，抗氧化性、抗炎、抗病毒能力更强。“在甜菊糖苷生产过程中，这些物质作为杂质进入渣滓或废水里，白白扔掉，实在可惜。同时，由于在水提取过程中会发生降解等因素，异绿原酸的稳态化问题也无法解决。”

　　“能不能创新出一种用醇综合提取、靶向分离技术，以替代传统的水提取工艺？将提取的产品一个变三个，一劳永逸地解决微生物堵塞吸附柱问题，还能节省资源。”一个大胆的想法在徐美利脑海中闪现。

　　绿色提取，提一得三世界首创

　　2018年春节前，一次集团公司项目研发调度会上，晨光生物董事长卢庆国让徐美利阐述这项技术的可行性，然后大家讨论、论证。

　　“必须改，在技术上我们不能老跟在人家后头跑，要想实现弯道超车就必须创新。”卢庆国非常支持研发人员的创新精神。

　　卢庆国此刻想得更为长远——这个项目要是成功了，可以提一得三，把植物中有效成分一块提取出来，然后再一个个分离出来，成本更低、效率更高。这为国内外植物提取行业打开了一个全新的思路，影响深远，意义重大。

　　晨光生物科研人员徐美利博士（右）在生产现场解决技术难题。李卫国 摄

　　于是，一项有别于传统甜菊糖苷提取理论和工艺的试验开始了。

　　根据甜菊叶所含物质成分、性质，徐美利研发团队制定了一条工艺、成本可控的最优路线，随后便紧锣密鼓地进行小试、中试。

　　振奋人心的消息传来：小试结果表明，用醇溶剂综合提取甜菊糖苷有效成分基本不损失，提取率能达到98%以上。

　　然而到了中试阶段，由于水和溶剂不能像试验室小试那样分离得非常彻底，一些溶剂进入水层，造成试验失败。

　　随后，徐美利带领研发团队启动备用方案，小试、中试叠加进行，小试验证完必要的参数后就开始中试。“第一条工艺路线是用树脂把提取液中的异绿原酸等拿走，现在换成一种极性更大的溶剂直接把异绿原酸等物质溶在里边。”徐美利说，提取、浓缩、萃取等十几道工序几乎每一步都需要反复论证、实验求证。

　　“难点是绿原酸、异绿原酸与甜菊糖苷的分离。”徐美利坦称，绿原酸、异绿原酸与甜菊糖苷的分离就是两种分离方式，一种是在萃取车间用溶剂分离，具体是什么溶剂，得经过大量筛选；一种是在精制车间，进行水溶绿原酸分离，用的是树脂分离法，具体什么树脂也需经过大量筛选。

　　研发虽很煎熬，但成功带来的却是喜悦。经过四年多时间的刻苦攻关，2022年8月，徐美利研发团队成功完成了项目小试、中试、放大中试、生产转化，全球首创绿色高效综合提取甜菊糖苷新技术。

　　卢庆国表示，此项技术使得甜菊糖苷提取率大幅上升，同时生产成本降低，加工一吨原料节省硫酸亚铁160公斤、氢氧化钙60公斤，水资源节省一半以上，有效解决了甜菊糖苷生产消耗高、污染严重问题，同时还多产出绿原酸和异绿原酸两个新产品，使我国一跃成为甜菊糖苷的生产大国和出口大国。

　　徐美利主导完成的“甜叶菊绿色高效加工关键技术创新及产业技术”，被农业农村部评为2023年10项农业农村重大新技术之一。

　　驶向“蓝海”，提取“大王”建起智慧工厂

　　2024年6月，晨光生物甜菊糖事业部MES（制造执行）系统正式运行。

　　记者看到，改造后的甜菊糖苷生产线，投料、萃取、浓缩、分离，再到吸附、解析、脱盐脱色……一整条数字化生产线自动运转。萃取车间、精制车间，3000余平方米的车间内，映入眼帘的只有大型的萃取、精制设备，基本没有工人。

　　晨光生物科研人员徐美利博士在进行科研试验。河北经济日报记者 吴新光 摄

　　晨光生物甜菊糖事业部经理侯丽娟介绍，随着近两年甜菊糖苷生产线不断升级优化，特别是自动化、信息化、数字化水平的不断提高，生产参数得到精准把控，产品质量风险大幅降低，甜菊糖苷提取率由原来的不到80%提升到现在的95%以上，产能也由过去的每天3.5吨提升到现在的7吨。

　　“徐美利研发团队为我国植物提取行业闯出了一片‘蓝海’。”业内人士认为，在植物提取产业和技术上，我国长期以来一直跟着西方走，甜叶菊绿色高效综合提取技术的突破，是一次成功实践，为绿原酸和异绿原酸开发应用提供了广阔的前景。

　　“公司制定了绿原酸和异绿原酸产品的开发思路，我们正在验证其生理功效，开发功能性保健食品、药品，目前正在谋划新食品原料的申报。”徐美利告诉记者。

　　“晨光生物依靠自主创新，攻克了一大批关键核心技术，掌握全部主流技术路线，研发了上百种产品的提取工艺。我们有自己的核心技术，还有自己的生产设备制造工厂，这是晨光生物发展的底气。”卢庆国信心满满。