微生物学报  2016, Vol. 56 Issue (12): 1944-1945
中国科学院微生物研究所,中国微生物学会,中国菌物学会
0

文章信息

青 宁生 . 2016
. 2016
创立我国氨基酸产业的功臣——陈琦
微生物学报, 2016, 56(12): 1944-1945
Acta Microbiologica Sinica, 2016, 56(12): 1944-1945
创立我国氨基酸产业的功臣——陈琦
青 宁生     
    

陈琦,英文名Chen Chi,1927年6月4日(农历5月5日)出生于山东济南市,原籍山东朝城县(现为镇,属莘县)刘羡集。2016年10月16日卒于北京。

陈琦出生在一个贫穷家庭,十岁启蒙,1937年入济南私立模范小学,毕业后考入济南私立崇华中学,1946年初中毕业后升入该校高中,后转学到济南私立正谊高中部,1949年2月考入济南齐鲁大学农学专科,1950年9月转学到迁移到青岛市的山东大学植物学系,1953年9月毕业。毕业后,他留校任山东大学生物系助教、讲师,期间于1955 年至1957年曾在北京中国科学院菌种保藏委员会会进修2年,1959年4月曾下放山东历城农村劳动锻炼8个月。他于1962年4月调入北京,在中国科学院微生物研究所从事科研工作直至1991年退休,历任助理研究员、副研究员和研究员,担任过研究室主任,兼任过山东大学微生物研究所教授。

陈琦曾兼任国家级科技进步奖评委会委员,中国科学院生物技术专家委员会委员、山东大学教授和微生物技术国家重点实验室学术委员会副主任委员;他曾当选为中国食品工业协会发酵工程研究会名誉会长、中国食品科学技术学会常务理事,中国轻工协会理事,中国微生物学会工业微生物专业委员会委员;曾担任匈牙利《食品科学学报》、中国《微生物学报》和《微生物学通报》编委会委员。他在1978年被评选为中国科学院先进工作者,1984年被国家科委授予国家级有突出贡献专家称号,1990年享受国务院政府特殊津贴。

1953年毕业后,陈琦在山东大学任教近十年。在此期间,他到北京农业大学进修过土壤学,在中国科学院菌种保藏委员会的微生物学实验室进修两年,无疑全面增进了他的微生物学学养,在理论和实验技术上奠定了较好的基础。他在方心芳(见《微生物学报》47卷第2期)指导下,从事芽孢杆菌产淀粉酶的研究,发表了“生产淀粉酶的孢子杆菌”一文,对多株枯草芽孢杆菌液化淀粉酶的活性进行了测定,选出了几株优良菌株。这是国内对细菌液化淀粉酶的较早研究。

1962年4月陈琦被调到中国科学院微生物研究所工作,由方心芳指定从事发酵法生产谷氨酸的研究。1957年日本用细菌发酵法制造谷氨酸(味精)取得成功并迅速投入工业化生产,我国到1962年,虽然进行相关研究的单位已经不少,也分离到了菌种,发表了一些研究报告,但都没有得到能应用于发酵生产的菌种。接受任务后,陈琦从查阅文献开始,确定了分离目的菌种的分类学特性和他们的营养需求,采用简便的定性谷氨酸的方法,用小试管一次培养许多待筛选的分离菌株,在几个月中筛选了上万株细菌。1963年3月得到了在摇瓶中可产酸3%以上的优良菌株,其中代表性的菌株原始编号为L518,后正式编号为AS1.299,定名为谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)。通过1年的发酵条件试验,1964年5月实验室工作告一段落,完成了总结报告,具备了中试条件。随后,在杭州粮食化工厂(后更名为杭州味精厂)进行中试,在1年中完成了500升到3万升发酵罐的中试,产酸量达到4%以上。1965年3月通过国家级技术鉴定,鉴定会的主要意见是:“发酵产率4.5%以上,糖转化率45%,达到了当时的国际先进水平,经济效益显著。较老工艺可节约原料用粮70%以上,降低生产成本30%–40%,工艺成熟,改善了劳动条件。”1965年10月在杭州味精厂用发酵法工业化生产味精取得成功。此后,在短短的2年间,全国各地采用这株菌种陆续投产,最多时生产厂家超过了200家,味精产量从5千吨,猛增至10万多吨。在生产过程中,陈琦的研究组又与所内外其他研究人员协作,找到了防治噬菌体危害的措施,不断优化菌种与生产工艺,在1966年前后那段不正常的年代里,用全新的生产途径,完全取代了此前用面筋或豆饼水解生产味精的落后方法,大量节约了粮食,减轻了劳动强度,维护了工人的健康,减少了对环境的污染,在我国建立了规模宏大的味精产业,对我国经济发展作出了一定的贡献。此项成果在1978年获得全国科学大会奖和中国科学院重点科技成果奖。同时,他们还曾研究过以石蜡和醋酸为原料发酵生产味精的菌种,并建立了相应的工艺。

在研究谷氨酸发酵取得重大进展的基础上,陈琦领导的研究组从1972年开始,进一步开展了赖氨酸等多种氨基酸发酵的研究。他主持了“氨基酸生物合成及其代谢调控”,以谷氨酸生产菌株为出发菌株,通过人工诱变,获得了各种突变菌株。赖氨酸生产技术和菌种PI-3-2曾转让給近20家工厂,赖氨酸产率达到73克/升,赖氨酸发酵研究获院科研成果一等奖、1987年获国家科技进步3等奖,发表有关论文24篇,向各类学术会议投送论文11篇。在此同时,他们还对其产酸机制进行了初步研究。在1970年代至80年代,他们课题组先后选育出了缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸和脯氨酸等多种氨基酸的发酵生产菌株。有些成果转让給工厂进行中间放大试验,其中异亮氨酸和缬氨酸的发酵技术指标接近国际先进水平。改革开放初期,1980年陈琦出席在加拿大举行的第6届国际发酵学术讨论会上,他将我国氨基酸发酵研究与应用成果作了介绍,引起了国际同行的关注,外籍华人对祖国的成就尤感兴奋。此后,美国、德国、瑞士和法国等国家都提出过转让技术和菌种的要求。1980年代后期,国家计委和湖南省计委共同投资,在湖南省建立氨基酸工业性试验基地,由陈琦任技术总负责人,1991年通过验收,陈琦受到嘉奖。

陈琦曾承担国家“七五”科技攻关“氨基酸系列产品和呈味核苷酸的开发”专题总负责人,随着改革开放年代的到来,在1980年代,全国建立了多个氨基酸生产基地,在那里留下过陈琦的足迹。今天我国已成为世界上最大的氨基酸生产国,谷氨酸产量已达300万吨,是发酵生产法开始应用时的600倍,我们几乎可以生产所有的天然氨基酸。通过20多年的工作,微生物所形成了一支氨基酸及其他工业产品发酵生产的科研队伍,还为全国培养了不少技术骨干,陈琦在我国氨基酸产业形成和发展中的历史贡献有口皆碑。

氨基酸发酵研究告一段落后,陈琦面临退休。在1980年代后期和1990年代前期,他和他的研究组开始投身于发酵生产环境友好可生物降解塑料,即利用微生物合成生物降解塑料的的研究。他们应用真养产碱菌(Alcaligenes eutrophus)突变株,以葡萄糖发酵发酵产生聚β-羟基丁酸(PHB),在2升台式发酵罐中,采取分批补料培养方式,使PHB大量积累,发酵液中细胞干重可达50 g/L,PHB占细胞干重的77%,糖对PHB的转化率为25%,产品纯度达到Sigma 标准。后来,他的同事们更通过高密度培养法,以葡萄糖为碳源,以丙酸为前体合成了3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物,培养50小时,细胞干重达到149.9 g/L,PHA产率达到124 g/L,含量达到83.3%。这些成果后来都成果用于生产。

陈琦大学毕业后留校教学近10年,受到系主任王祖农(见《微生物学报》48卷第9期)的悉心培养,系统掌握了土壤微生物的分离,培养方法。陈琦被派送到方心芳领导的中国科学院菌种保藏委员会进修期间,他总结出原自方心芳的科学研究“3阶段”经验,即系统的准备和设计,详细的观测和记录,总结和反馈。这些学术经历,为他奠定了较深厚的微生物学理论和技术基础,学会了科学研究的基本方法。陈琦到中国科学院微生物研究所工作时,正处于我国政治形势较为宽松,大力贯彻“科研十四条”期间,陈琦凭借自己的实验技能与经验,采用较为有效的手段,得以在不到1年的时间内筛选到优良菌株;正好当时国家有关部门急于改变陈旧的味精生产工艺,迫切要求节约粮食增加产量,而国内当时已经在进行研发的单位遇到难以克服的困难。这些有利因素的集成,在院、所,特别是当时的研究室的大力支持下,通过国家各职能部门的协调,全国一盘棋,使他承担的谷氨酸发酵生产课题得以在不到3年的时间内取得了投产的成果,并能够迅速在国内各生产单位推广应用,形成了一个新兴的产业。当他获得了第一株优良菌株后,正是国内外采用诱变育种改良菌种风行的1970年代之初,陈琦没有停歇,继续采用各种育种手段,首先在赖氨酸发酵中获得了成果,继而育成了多种氨基酸的生产菌种。

当氨基酸产业已告形成并迅速发展时,陈琦能够根据形势的发展和现实的需要,在即将退休的年代,转向微生物合成生物降解塑料的研发,又取得了突出的成绩。

陈琦一生的科研工作中,近三十年专注于氨基酸发酵研究,不断取得新进展。多数新的成果,都能在生产上取得效益。他是创建我国氨基酸产业的功臣,也是我国发酵工业中的一位杰出的专家。

创立我国氨基酸产业的功臣——陈琦
青 宁生