大家好呀～ 我是昊翔。
今天的曦曦說，我很高興邀請到了廣東溢多利生物科技股份有限公司副總裁杜紅方博士。過去近20年里，杜博士一直在行業(yè)深耕酶制劑產(chǎn)品的技術(shù)服務(wù)、研發(fā)、銷售以及管理工作。今天，我們來一起聊了聊關(guān)于酶制劑，大家最關(guān)心的這幾個問題 ——
酶制劑產(chǎn)品的差異化
酶制劑使用的誤區(qū)
酶制劑最新的研究進展
酶制劑未來的發(fā)展方向
Q. 您的故事？
杜紅方博士: 我的經(jīng)歷很簡單，我博士就讀于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，學(xué)習(xí)的專業(yè)是動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。2006年博士畢業(yè)后，我便加入了溢多利，這一干就是18年！
剛剛加入公司的時候，我做的是技術(shù)服務(wù)方面的工作，后被派到公司研發(fā)中心開始管理方面的工作。2018年起，我擔(dān)任溢多利公司的副總裁，負責(zé)全國的銷售管理工作，同時也兼任技術(shù)服務(wù)相關(guān)工作。這一路下來，充滿了挑戰(zhàn)和樂趣。
Q. 酶制劑產(chǎn)品的差異化
杜紅方博士: 在國內(nèi)的飼料和養(yǎng)殖企業(yè)中，酶制劑已被認為是不可或缺的產(chǎn)品，大家都認同：沒有酶制劑，怎么行？基本上，這已成了大家的共識?，F(xiàn)在市場上酶制劑的廠家相對還是比較多的，但是，隨著越來越多的生產(chǎn)商涌入市場，產(chǎn)品良莠不齊，這就引出了一個關(guān)鍵話題---產(chǎn)品的差異化。在我看來，這其中的差異主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1）發(fā)酵能力的差異：有的廠家并沒有自己的發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，他們更多是從其他公司買原酶，然后自己進行復(fù)配，這樣一來，產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性可能難以保證。
2）研發(fā)實力的差距：盡管有些廠商擁有一定發(fā)酵和生產(chǎn)能力，但在上游研發(fā)方面，可能還是會依賴于購買其他公司的菌種，缺乏自己的研發(fā)團隊和能力。相比之下，有部分企業(yè)則擁有強大的研發(fā)團隊，能夠進行一整套的酶制劑開發(fā)，包括菌種的研發(fā)、發(fā)酵過程的研發(fā)、產(chǎn)品的研發(fā)、劑型的研究、動物的生產(chǎn)性能研究等。
3）使用效果的不同：用戶使用不同廠家酶制劑所呈現(xiàn)的效果存在差異，有的確確實實能看到效果，有的可能只是為了增加安全系數(shù)，起到一個安心的目的。好的酶制劑，應(yīng)該是真真切切能提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的。
酶制劑生產(chǎn)流程簡要圖（圖片來自Reeta Rani Singhania et al., 2017）
Q. 好的酶制劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
杜紅方博士: 在我看來，一個好的酶制劑產(chǎn)品需要滿足以下幾個標(biāo)準(zhǔn)：
1）好菌種：不同的菌種生產(chǎn)出的同一種酶，其酶學(xué)性質(zhì)可能存在差異。比如木聚糖酶，天然存在的木聚糖酶有很多種類，都能降解木聚糖，但是降解所需要的條件是不一樣的。所以，只有自己徹底掌握的菌種，對所產(chǎn)生的酶的酶學(xué)性質(zhì)有深入了解，才能更好的精準(zhǔn)把控整個過程。
2）耐高溫：飼料加工過程中，高溫是酶制劑的“大敵”，所以，能扛得住制粒過程高溫“攻擊”的酶制劑，才是加分項。
3）耐pH：動物胃腸道內(nèi)復(fù)雜的酸堿環(huán)境可能對酶制劑的活性有影響。還是拿木聚糖酶舉例，在體外固定的pH值和溫度的條件下，各種不同的木聚糖酶的活性都比較高；然而一旦加到飼料里被動物采食后進入消化道，隨著pH值的不斷變化，會對酶的活性產(chǎn)生不同影響，同為木聚糖酶，可能這個酶與那個酶之間最終表現(xiàn)出來的效果就存在差異啦。
4）動物實驗評價：盡管不同酶有各自的活性和作用，但，是不是一股腦將所有酶都加進日糧里就能達到最好的飼喂效果呢？顯然不是這樣的。我們需要通過大量的動物實驗來驗證各種酶的最佳組合和搭配，以及最適劑量，用動物的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)來說話。
Q. 酶制劑使用誤區(qū)
杜紅方博士: 盡管目前大家對酶制劑的效果都比較認可，也在生產(chǎn)實踐中大量地應(yīng)用酶制劑，但我這些年在一線跑，發(fā)現(xiàn)還是有不少同行在評估、比較酶制劑時可能會存在一些誤區(qū)，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
1）酶的種類：有些客戶會以產(chǎn)品中含有多少種不同酶作為評判酶制劑好壞的指標(biāo)，認為一個復(fù)合酶產(chǎn)品里，酶的種類越多越好，這是一個誤區(qū)。酶和底物作用就像鑰匙和鎖之間的關(guān)系，有其特異性。如果飼料里沒有相應(yīng)的底物，而卻加了酶進去，那是發(fā)揮不了作用的，只是浪費成本。
2）酶的活力單位：目前市場上，大家通常用每克酶制劑里面有多少酶活力單位數(shù)來表示酶含量，這在生物化學(xué)中叫做「比活力」。但是，僅用「比活力」來比較酶制劑好壞是一個誤區(qū) —— 「比活力」這個指標(biāo)是在體外固定條件下測定的，這包括了固定的底物、作用溫度、pH值。然而，即使是同一種底物，在不同的飼料原料里，其結(jié)構(gòu)也有可能差異很大，再加上動物消化道中pH值變化范圍比較寬，所以，如果僅憑某一固定的條件下的「比活力」來評價酶制劑，是不精準(zhǔn)、不科學(xué)的。
Q. 酶制劑最新研究進展
杜紅方博士: 在植酸酶廣泛應(yīng)用之后，大家關(guān)注和應(yīng)用最多的酶制劑應(yīng)屬「非淀粉多糖酶」，比如木聚糖酶、纖維素酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、半乳糖苷酶等。經(jīng)過了很多年的實踐和驗證，木聚糖酶的使用效果可以說已得到行業(yè)的普遍認可。
最近這幾年，大家的研究關(guān)注點便轉(zhuǎn)向了以下幾類酶制劑：
1）內(nèi)源性消化酶：比如淀粉酶、蛋白酶等。隨著飼料原料價格的飆升（比如豆粕最高的時候漲到5000多一噸，玉米也要3000多一噸），降本就成了頭等大事，大家對蛋白酶、淀粉酶的接受度也更高一些了。因此，現(xiàn)在許多酶制劑廠家加大了在這方面地研究投入。
2）葡萄糖氧化酶：自從2020年我國禁抗以來，大家對動物腸道健康調(diào)節(jié)方面的關(guān)注明顯更多了。這兩年市場上比較火的葡萄糖氧化酶產(chǎn)品，它能把消化道里的氧氣給消耗掉，創(chuàng)造出無氧或少氧的環(huán)境，這樣就能促進有益菌生長，抑制有害菌，從而間接改善腸道微生物菌群，在市場上應(yīng)用效果比較明顯。
葡萄糖氧化酶催化反應(yīng)（圖片來自Sandip B. Bankar et al., 2009）
3）霉菌毒素降解酶：每年，不光是在中國，全世界范圍內(nèi)因霉菌毒素污染的飼料原料量都相當(dāng)可觀。有時，飼料廠在原料把控上稍有疏忽，就可能導(dǎo)致飼料霉菌毒素超標(biāo)。
為了解決這一問題，可以在飼料中加入可降解霉菌毒素的酶，以減少霉菌毒素對動物所造成的傷害。這類產(chǎn)品總體不錯，但在市場上的推廣卻不盡如人意，這可能是因為霉菌毒素的種類繁多，單靠一兩種酶來降解可能效果有限，在實踐中，可能需要幾種酶的聯(lián)合作用；另外這些降解酶的耐溫、耐pH等特性還需進一步加強。
Q. 酶制劑研發(fā)的難點
杜紅方博士: 酶制劑研發(fā)的難點主要體現(xiàn)在以下幾方面：
1）新酶種的選擇：這就像是一場“尋寶游戲“ 圖片 ，發(fā)掘哪些新的酶種加到飼料里，會對動物生產(chǎn)性能和健康的改善起到更好的作用？
2）不同酶的組合：如果說新酶種是尋寶，那么不同酶的組合就是研制出一款優(yōu)秀的“魔藥”。如何將目前所用的這些酶進行更加有效的組合，才能使效果更加明顯，帶給整個行業(yè)更多的價值，需要我們更多地去研究。這就需要對酶學(xué)性質(zhì)要研究清楚，幾種酶聯(lián)合后，它們之間的作用關(guān)系也要清楚。另外，針對不同的原料，還要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。
3）對酶學(xué)性質(zhì)的改造：比如耐溫性能、耐酸堿性能。有的酶通過分子生物學(xué)的方法可以提升其酶學(xué)性質(zhì)，而有的酶則可能很難提升，這就需要我們在體外再做一些相關(guān)工作。
4）酶制劑使用效果：根據(jù)不同的酶學(xué)性質(zhì)，把降解同一種底物的不同來源和性質(zhì)的酶組合搭配起來，可能比使用單一酶的作用效果會更好。比如蛋白酶，目前常用的有酸性蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶，它們在不同pH值環(huán)境下，發(fā)揮不同的活性作用。我們把這幾種酶進行深入研究，按一定的比例搭配，是不是會比只用某一種的效果更好？在這方面還需要做更多的工作。
利用蛋白工程學(xué)來提高酶的穩(wěn)定性（圖片來自Charlène Beaufils et al., 2021）
Q. 酶制劑未來發(fā)展方向
杜紅方博士: 「AI人工智能」無疑是推動酶制劑未來發(fā)展的一大力氣。去年，我參加了幾場行業(yè)會議，其中印象最深刻的是姚斌院士的報告，他和他的團隊已經(jīng)開始探索利用AI來設(shè)計酶的空間結(jié)構(gòu)了。酶的空間結(jié)構(gòu)是由氨基酸序列決定的，這就意味著，通過AI，我們可以來設(shè)計或者改造酶的一些酶學(xué)性質(zhì)。包括我們公司也開始逐步進入用AI來提升或者改造酶制劑的階段。
但我覺得，AI的作用遠不止于此，未來，發(fā)酵條件的研究控制、生產(chǎn)的控制、不同酶制劑之間的組合搭配，可能都可以借助AI的力量來實現(xiàn)，讓酶制劑的作用效率更高。此外，我們或許還可以利用AI來模擬動物的生產(chǎn)過程，減少很多動物實驗，節(jié)約了時間和成本。 
用AI來助力酶制劑的發(fā)展（圖片來自phys.org）
Q. 喜歡的書 ？
專業(yè)書籍：
《哺乳和斷奶仔豬》（翻譯版，即將出版）
《妊娠和哺乳母豬》（主譯：李新建、殷躍幫、李平）
非專業(yè)書籍：
《三體》（作者：劉慈欣）
《宇宙晶卵》（作者：王晉康）
Q. 如果能回到過去，會對自己說什么？
杜紅方博士: 學(xué)習(xí)更加努力一些，努力珍惜每一分每一秒。
原標(biāo)題《對話 | 杜紅方博士：做酶十八年，我眼中酶制劑產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)在與未來》
