潛心科研善爲師——記海南大學熱帶益生菌產業技術體系首席科學家張家超

“我們致力於研發更適合中國人腸胃的益生菌。”這是海南大學熱帶益生菌產業技術體系首席科學家張家超爲之奮鬥的目標。

走進張家超的辦公室,書架上擺滿了關於生物材料、益生菌研究等方面的專業書籍,一摞榮譽證書卻被放在最不起眼的地方。在科學研究中,張家超戒驕戒躁,心無旁騖。“要專注於自己的專業領域做深做細,成爲‘小領域的大專家’。”這是張家超常掛在嘴邊的一句話。

多年來,張家超帶領團隊取得一項又一項科研成果。2022年,張家超申報的“益生菌與腸道菌羣互作效應及機制”獲得國家“優秀青年科學基金項目”。

厚積薄發

2015年,博士畢業的張家超入職海南大學食品科學與工程學院,開啓熱帶益生菌的研究之路。

根據2001年世界衛生組織和聯合國糧農組織的定義,益生菌是一類能夠活着進入消化道的微生物,當攝入充足數量益生菌時會對宿主的健康有益。益生菌廣泛應用於醫療健康、食品工業、動物健康養殖、農業種植等領域。

“因地理位置優勢,海南的熱帶益生菌資源在全國是獨一無二的。”張家超說,他正是看準了這一獨特性,選擇來海南做研究。

“待在實驗室裡搞不出成果。”張家超告訴記者,得知海南民族地區羣衆有常年製作發酵食品的習慣後,他便經常驅車深入偏遠村莊收集魚茶、肉茶等傳統食物,從中分離出微生物資源,對其進行功能評價,以篩選出具有良好功效的益生菌。

一個揹包、一本筆記本、一頂帽子……張家超每次下鄉調研取樣,都是早出晚歸,哪裡偏遠去哪裡。

“我們從海南本地製作的泡菜中提取泡菜汁,採用稀釋塗布平板法挑選菌落,在液體培養基中進行擴增培養,篩選出符合條件的益生菌作爲研究對象,再繼續開展一系列實驗。”張家超舉例解釋他們如何進行微生物採樣。

在張家超的帶領下,熱帶益生菌團隊訪遍海南各地,深入挖掘海南熱帶特色益生菌資源。經過一段時間取樣調查,張家超和團隊成員收集了3000多株熱帶益生乳酸菌菌種,但只成功篩選出2株有益菌株。

“前期取樣研究過程中有一些失誤,後期便只能不斷總結修正,調整實驗方向。”張家超說,研究益生菌,不能只靠熱情和奉獻,更重要的是要有科學的思維和正確的方法。

他一頭扎進實驗室,一個樣本一個樣本地看,一點一點地比較。失敗,實踐;再失敗,再實踐……經過持續研究,張家超和團隊在關鍵技術攻關方面取得突破,終於探索出一條可行的菌株提取路徑。

回想起研發過程,張家超說:“最艱難的時候,感覺幾乎沒什麼希望了,但咬牙堅持下來後,覺得所有的辛苦付出都是值得的。”

在海南大學實驗室內,學生們正將分離篩選出來的菌種逐一放進凍存管並貼上標籤。“被分離提取出來的菌種,在經過一系列處理後,都會保存在零下80攝氏度的超低溫冰箱內,在菌種資源庫裡保持‘休眠’。”張家超介紹。

經過不懈努力,張家超和團隊已初步建成華南地區規模較大的熱帶益生菌種業資源庫,並將篩選獲得的熱帶益生菌應用於功能性食品的開發等。

薪火相傳

張家超擔任海南大學食品科學與工程學院執行院長、熱帶多糖資源利用教育部工程中心副主任、海南省食品營養與功能食品重點實驗室副主任、中國食品科學技術學會益生菌分會理事等。在所有頭銜中,張家超最鍾愛的稱呼是“老師”。他說:“我的責任是傳授知識。”

作爲研究生導師,張家超對學生的要求很嚴格:研究要面向社會需求,努力爲社會服務;要嚴謹認真,確保每項實驗都真實可信;學術研究成果要能夠落地轉化爲實際的應用。

張家超每週都會與每位學生進行半個多小時交流,及時掌握他們的研究進展情況,並給予認真細緻指導。他對學生們說得最多的就是“厚植”與“篤行”。“做學問,不要浮躁,基礎研究很重要。厚植,把專業基礎打好,就像建大樓打地基一樣;篤行,就是要深入鑽研某個課題,讓研究本身具有更強的實用性。”

每到畢業季,爲了修改各位學生提交的畢業論文,張家超常常從早忙到晚,第二天一大早就來到辦公室工作。這種超乎常人的勤奮,張家超的體會是“累並快樂着”。“要熱愛所做的事情、熱愛自己的學生,這是做好研究、做好教師最基本的要求。”他說。

現在,張家超帶領着一支40多人的研究團隊,其中有5位教授、1位博士後、6位博士生、27位碩士生和若干名本科生。在研究過程中,張家超總是有意識地爲學生們提供鍛鍊的機會,既給他們壓擔子,又爲他們搭梯子。

“一步一個腳印,穩紮穩打推動熱帶益生菌研究走向深入,打造熱帶益生菌全產業鏈,通過科研反哺傳統工業。”這是張家超的科研理念,也是目前團隊着重努力的方向。“老師經常說,我們正身處科技創新最好的時代,要不忘初心,要真做科研、做真科研、做好科研。”博士生張增告訴記者。

求真、勤奮、責任,是張家超傳遞給學生們做好科研的精髓。在指導學生科研的過程中,他給予學生充分的自由,讓學生在不斷探索和試錯中,逐步實現他們在科研方面的目標和理想。

惠及百姓

“就我而言,科研的初心就是要改進生產、改善生活、惠及百姓。”張家超告訴記者。

作爲科技工作者,要想讓自己的科研成果從“優秀作品”變成“優秀產品”,就要堅持問題導向和需求導向,充分了解產業現狀及需求,並以此作爲研究重點。“產業需求是科研不可或缺的驅動力,科學技術只有在產業化的實踐應用中才會迭代進步。”張家超說。

相關數據顯示,我國益生菌產品市場規模已達千億元。雖然市場規模龐大,但益生菌產業鏈最核心的菌株資源仍嚴重依賴國外進口,原材料供應市場幾乎被國外企業壟斷。通過開展高價值菌種選育研究來解決這一問題,成爲國內許多專家學者的共識。

近年來,隨着公衆健康意識的提升,具有調節腸道菌羣等健康作用的益生菌受到消費者的高度關注。

面向市場需求和人們生活需要,張家超帶領團隊努力將實驗室成果轉化成產品。“微生物幫助人們保持健康。人體裡的微生物主要寄居在腸道內,它們和免疫系統不斷‘對話’,像雙歧桿菌等益生菌可以產生短鏈脂肪酸等有益物質,不僅能降低炎症疾病發病率,還可以維持人體的健康平衡。而利用微生物及其代謝產物,可以生產具有多種健康功能的產品。”他說。

基於熱帶益生菌科研成果,張家超帶領團隊孵化出科技公司,並開發出即食型益生菌、益生菌固體飲料等特色功能性產品,滿足人們日益增長的健康追求。

“科學研究不僅要仰望星空,更要腳踏實地。”張家超說,“我們將圍繞熱帶益生菌資源的開發和利用,堅持基礎研究與轉化應用‘兩條腿’走路,讓更多自主研發的熱帶益生菌走進人們日常生活。” (經濟日報記者 王 偉)