暨南大学王一飞团队取得海洋海藻领域关键性重大科技成果-人民数字联播网广东
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暨南大学王一飞团队取得海洋海藻领域关键性重大科技成果

2020/7/3 14:09:13
来源:人民数字 新闻作者:刘雷 责任编辑:李士燕



近日,本网从暨南大学获悉,该校王一飞教授团队近十多年来潜心大型海藻多糖的关键技术和综合应用研究,瞄准“卡脖子”技术,取得了重大突破和创新。“大型海藻综合开发及应用”项目通过建立海藻多糖分离提取纯化生产技术,突破了多项关键技术瓶颈,显著提高了海藻多糖提取效率,降低了生产成本,环保节能,实现了规模化生产。建立了海藻多糖质控标准,进而提升产品质量和产量发挥了重要作用;有专家认为,项目成果属于海洋海藻领域关键性、创新性重大科技成果,技术总体达到了海藻行业中的国际先进水平。

海藻年工业产值50亿美元

中国海藻资源十分丰富,其中大型经济海藻有100多种。目前国际应用的海藻年工业产值达到50亿美元以上,其中90%用作人类食品补充物质。大型海藻多糖高值化深加工产业在美、日等国已颇见规模,主要应用在食品、医药、精细化工等行业。海藻多糖在很多领域都存在巨大的发展潜力,例如海洋生物制药、功能性食品、功能性化妆品等。

不过,我国对海藻多糖的研究开发存在加工提取关键技术相对落后,产业链短和产品结构不合理,对海藻多糖功能食品、药品、化妆品等高附加值产品的开发不足,同时行业标准不完善,产品质量参差不齐。“大型海藻综合开发及应用”针对海藻主要活性物质海藻多糖的特性,并综合考虑工业化生产,利用多学科的交叉结合,经历了多年的科技攻关,解决了多项海藻多糖提取分离纯化及分析应用关键技术难点,为提升海藻多糖的产品质量、生产效能及应用作出了贡献。

项目技术在广东同德药业,广州赛莱拉生物,珠海联邦制药、富诺健康、广东新维生物、广州隽沐生物科技、汇云聚美(苏州)生物科技有限公司、广州家化化妆品有限公司及中国道地药材(澳门)国际生物科技发展有限公司等应用,近三年实现新增销售额近25亿元,新增利润近5亿元。通过本项目的推动,成立了国家级研究平台2个,省部级平台3个,完成单位获批了广东省海洋与渔业厅的泛珠地区工业海洋功能活性菌株及化合物的高通量筛选技术实验室、广东省海洋活性物质与海洋药物开发利用工程技术研究中心及南方海洋资源与医药健康研究院,显著促进了行业的技术进步与发展。项目发表论文56篇,申请国家发明专利20余项,授权发明专利10余项;制定企业标准10余项。项目培养了广东省杰出青年、广东省特支计划青年拔尖各1名,珠江科技新星3名;同时培养博士后30余人,博士研究生20余名,硕士研究生100余人。依托本项目共建了6个产学研平台,孵化10余家企业,其中富诺健康、赛莱拉、广东新维成为上市公司,同时为企业培养了高级工程技术人员100余人,开发了如纳米银妇用抗菌凝胶等10余款产品。通过本项目的实施推动了学校的“双一流”学科建设,有效服务了粤港澳大湾区及“一带一路”建设,助力建设国家海洋强国,创造了巨大的社会和经济效益。

建立了国内首个南海大型海藻电子资源数据库

王一飞教授团队采用超声波辅助提取、膜分离浓缩和高效非对称层析先进低碳技术对海藻多糖进行分离提取建立了稳定的提取工艺,建立了海藻多糖质量标准,提取效率高,环保节能,实现了规模化生产,解决了海藻多糖缺乏质量标准及规模化生产的技术难题。采用纳米自组装方法,构建了具有高度有序结构的生物多糖纳米水凝胶,其具有类似人体组织的良好力学强度,水凝胶内部由20nm的纳米纤维网络构成,该纤维内部由成捆并取向的三螺旋构成,多糖三螺旋在纤维内成高度结晶的状态,聚集方式非常有序。

据介绍,该项目有多项科技创新。该项目首次系统全面建立了海藻多糖活性评价体系,为海藻多糖产业的综合开发提供理论依据。针对20种大型海藻多糖,进行了提取分离工艺研究及安全性功效性研究评价。建立了针对海藻多糖的抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗菌及抗氧化等活性评价体系,完成了20种大型海藻多糖的活性筛选研究及数据信息整理,用于海藻资源数据库的建设,为海藻多糖产业的综合开发提供理论依据。

针对我国南海海藻研究无数据间无对比性和参照性的问题,项目团队对南海60多种海藻进行了系统的研究,建立了国内首个南海大型海藻的电子资源数据库,填补了国内的空白。数据库包含:海藻概论、海藻资源、信息检索、海藻论坛、科研团队等7种功能,数据资源保护了海藻种类、分布、养殖概况、海藻化学成分、营养成分、生物活性、应用价值等社会所需求的海藻价值数据信息。

据悉,为了克服传统的海藻多糖热水提取的高碳耗能、效率低、易破坏多糖活性结构且造成环境污染的缺点,团队创新建立了海藻麒麟菜多糖提取分离方法,为实现大规模工业化生产提供了关键技术,首创了整合超声波提取、膜分离浓缩和高效非线性层析等产业化前沿技术于一个系统中,实现了海藻多糖产业化与综合利用。以提取效率为例,热水提取时间需4小时,这种方法仅需30分钟,时间效率提升8倍。

技术总体达到了海藻行业中的国际先进水平

2019年5月12日,第三方专业科技成果评价机构——中科合创(北京)科技成果评价中心在北京对“大型海藻综合开发及应用”项目进行了科技成果评价。此次评价会的专家由中国工程院院士、北京工商大学校长孙宝国,中国科学院水生生物研究所研究员胡强,清华大学环境学院教授王慧,中国农业大学动物科学技术学院教授张日俊,中国水产科学研究院研究员樊恩源,北京化工大学化学工程学院教授王晓慧,中国化工学会新材料专业委员会研究员金石组成。与会专家一致同意,“大型海藻综合开发及应用”项目通过科技成果评价。

专家认为,该项目为了提高我国南海海藻的附加值和综合利用率,项目方对20多种南海大型经济海藻,从活性成分提取分离、安全功效性评价、产品开发及质量标准的建立等方面进行了系统研究,为深入开发海藻资源,对南海大型海藻的现代化综合产业化利用提供科学依据和技术支持。主要创新点如下:研究采用超声波辅助提取、膜分离浓缩和高效非对称层析技术对海藻麒麟菜多糖进行分离提取,建立了稳定的提取工艺,制定了海藻多糖提取的质量标准,提取效率高、环保节能,实现了规模化生产;利用纳米技术,开发了昆布多糖纳米疫苗载体材料,开展了昆布多糖在医药方面的应用研究,解决了现有疫苗存在免疫原性弱、稳定性差等问题,为相关疾病治疗提供了新材料;利用海藻提取多糖后的残渣与草炭土和含氮磷的原料进行复配制成海藻颗粒肥料和叶面肥料,在中草药和农业种植中得到应用;建立了南海大型海藻的较系统完整的资源数据库,提供了我国南海区域性海藻对比数据。项目面向海藻行业需求,创新性强,技术总体达到了海藻行业中的国际先进水平。相关技术已应用于农业、日化等领域,产生了显著的经济和社会效益。

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