核心提示
又是一年貝類(lèi)海鮮上市時(shí)。牡蠣、蛤蜊、青口、扇貝……這些鮮美的帶殼軟體動(dòng)物,由于低卡、高蛋白、營(yíng)養豐富,已悄然成為世界消費量第二大類(lèi)海鮮食品,占水產(chǎn)養殖總量的21%。
我國是貝類(lèi)養殖大國,年產(chǎn)貝類(lèi)超過(guò)1700萬(wàn)噸,也產(chǎn)生大量的貝殼廢棄物。例如年產(chǎn)量近800萬(wàn)噸牡蠣,會(huì )產(chǎn)生90%左右重量的牡蠣殼。海量貝殼或被隨意丟棄,或送往填埋場(chǎng)處理,一定程度上造成沿海生態(tài)系統的破壞,也浪費了寶貴的資源。
在貝類(lèi)養殖大省福建,看似無(wú)用的貝殼,經(jīng)過(guò)科研巧手變廢為寶,實(shí)現逆襲,正推動(dòng)新型醫療器械產(chǎn)業(yè)、綠色農業(yè)新發(fā)展,為海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展再添動(dòng)力。
點(diǎn)貝成金
向海問(wèn)藥闖新路
歷經(jīng)18年的科研攻關(guān),一堆廢棄牡蠣殼終于變?yōu)楦叨巳梭w骨填充材料。
“從理論創(chuàng )建、驗證,到成果轉化,再到生產(chǎn)線(xiàn)合規量產(chǎn),一路都沒(méi)有前例可循。”福建吉特瑞生物科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“吉特瑞”)首席科學(xué)家張其清保留的1.2萬(wàn)多份材料,翔實(shí)記錄著(zhù)全球首個(gè)利用海洋廢棄貝殼制造的骨填充材料問(wèn)世的一路艱辛。
近日,記者走進(jìn)位于福州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區的吉特瑞。5年前,這里還只是一片沼澤地。
如今,萬(wàn)級潔凈車(chē)間中,骨修復材料、醫用膠原修復膜、一次性使用閉合夾、可吸收外科縫合線(xiàn)……一款款高端醫療器械從5條生產(chǎn)線(xiàn)走向醫院;實(shí)驗室中,科研人員正在測試可吸收材料的降解率,為進(jìn)一步提升產(chǎn)品性能做準備;辦公室里,來(lái)自印度的醫藥專(zhuān)家正與企業(yè)負責人探討技術(shù)合作問(wèn)題。
吉特瑞生產(chǎn)的醫療器械,原料大多來(lái)自山與海的饋贈。“比如,去年剛上市、以山區養殖的海貍鼠尾巴為原料生產(chǎn)的可吸收膠原蛋白縫合線(xiàn),填補了我省生產(chǎn)第四代可吸收手術(shù)縫合線(xiàn)的空白。從牛腱中提取原料制作的醫用膠原膜,替代了每小片價(jià)值上萬(wàn)美元的進(jìn)口膠原膜。”張其清告訴記者,最令他自豪的是,骨填充材料剛剛上市就備受青睞,企業(yè)“向海問(wèn)藥”之路再進(jìn)一步。
利用廢棄貝殼研發(fā)骨填充材料,源于張其清的故鄉記憶。
生長(cháng)于福州的張其清教授,畢業(yè)于廈門(mén)大學(xué),后成為中國醫學(xué)科學(xué)院、北京協(xié)和醫學(xué)院、清華大學(xué)醫學(xué)部二級教授、國家“萬(wàn)人計劃”領(lǐng)軍人才,為福建的生物醫學(xué)學(xué)科建設貢獻力量,前后培養了350多名醫學(xué)人才。
2005年,當收到“能否為地方經(jīng)濟也做些貢獻”的問(wèn)題,張其清想到了最熟悉的科研內容——與兒時(shí)記憶中到處堆放的貝殼密切相關(guān)。
彼時(shí),全國高端醫療器械市場(chǎng)基本被進(jìn)口產(chǎn)品壟斷,骨修復材料價(jià)格每克達8000元,遠遠高過(guò)黃金。“與其跟跑,不如繞過(guò)‘卡脖子’技術(shù),彎道超車(chē)。”他說(shuō),考慮是否能選用貝殼作為原料研發(fā)骨修復材料。
毛蚶殼、螺殼、扇貝殼……將常見(jiàn)的多種海鮮外殼進(jìn)行試驗后,張其清發(fā)現,牡蠣殼的生物礦化與人類(lèi)骨骼再生高度契合,且含有動(dòng)物體內所必需的微量元素銅、鎂、鉀、鉬、磷等,并作為常見(jiàn)的中藥材被納入《本草綱目》中。于是,他決定將其作為原料。
因無(wú)先例,研發(fā)路途中,困難重重,比如,研究立項難、申請經(jīng)費難、市場(chǎng)推廣難等“三大難”。但他迎難而上,對材料的純度、孔隙結構、力學(xué)性能、生物溶性、降解、吸收等情況展開(kāi)持續不斷的研究并取得成功。
2013年,吉特瑞在福州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區成立,而市場(chǎng)化過(guò)程更遇到不小的挑戰。但張其清堅持“科研上水平、轉化上效益”,希望讓百姓盡量用最少的錢(qián)看好病。
歷經(jīng)18年5個(gè)月18天共6000多個(gè)晝夜,張其清團隊所獨創(chuàng )的轉化控制工藝,讓牡蠣殼成功變身骨修復材料,難題最終被攻克。“當這種‘會(huì )呼吸’的材料植入人體,細胞能夠攀附孔隙,讓新生骨組織在天然材質(zhì)的引導下悄然生長(cháng),最終與材料融合,實(shí)現組織器官的再生性愈合。”張其清介紹說(shuō),這款骨填充材料不僅成骨效果好,而且成本低。
2023年5月18日,經(jīng)國家藥監局評審,張其清團隊利用廢棄牡蠣殼研發(fā)的骨填充材料,獲得了三類(lèi)醫療器械注冊證。就此,全球首個(gè)貝殼源骨修復材料在福建橫空出世,漁業(yè)的“下腳料”成功變身人體骨骼,原本依靠進(jìn)口的骨填充材料價(jià)格下降75%,大大減輕百姓的醫療負擔。
除骨修復材料之外,吉特瑞繼續深耕“藍色藥庫”,先后研發(fā)出醫用膠原膜、醫用膠原修復膜、可吸收膠原蛋白縫合線(xiàn)等。隨著(zhù)近兩年幾款醫療器械接連獲批上市,今年,吉特瑞產(chǎn)值躍過(guò)10億元大關(guān)。
“目前,我們的產(chǎn)品已在全國30個(gè)省級行政區集采中標,并進(jìn)入全國醫保目錄,成為我國臨床組織病缺損修復治療的常規手段,結束了我國同類(lèi)產(chǎn)品只能依靠進(jìn)口的歷史,為百姓提供更經(jīng)濟好用的醫療產(chǎn)品。”張其清說(shuō)。
非遺活用
千年殼灰變身洗護新品
消毒、高溫煅燒物理碳化……這是長(cháng)樂(lè )人陳洋再熟悉不過(guò)的流程。經(jīng)過(guò)這些“灰煅”工序,貝殼將被制成殼灰。據父輩介紹,殼灰曾被家家戶(hù)戶(hù)當作建筑材料、家庭消毒劑、造船防腐黏合劑使用……是海邊人生活與生產(chǎn)中的老朋友。
這也是陳洋作為“航城殼灰煅制技藝”非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承人創(chuàng )建福建殼零生物科技集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“殼零集團”)的緣起。
致力于讓古老智慧發(fā)揚光大,并在老百姓的日常消費中“活”起來(lái),陳洋不斷尋找靈感。他敏銳地發(fā)現,隨著(zhù)人們對健康的重視升溫,殼灰制作這項非遺技藝將迎來(lái)更為寬廣的空間。
2017年,陳洋和父親陳義財到日本考察,他們發(fā)現在當地由殼灰制成的洗滌殺菌用品頗受歡迎。“我們當即萌發(fā)想法,去研發(fā)自己的殼灰類(lèi)洗滌殺菌用品。”陳洋說(shuō)。
找遍了與海洋學(xué)科相關(guān)的高校、研究機構,陳義財、陳洋父子倆終于獲得自然資源部第三海洋研究所、中國日用化學(xué)工業(yè)研究所、華東理工大學(xué)、江南大學(xué)等科研機構的信任和回應,各方攜手開(kāi)展產(chǎn)品研發(fā)。
近日,記者來(lái)到位于福州長(cháng)樂(lè )區的殼零集團。一進(jìn)大門(mén),一座貝殼堆成的小山映入眼簾,在陽(yáng)光下反射著(zhù)粉白的光。
“我們走遍全球,篩選了2000多種貝類(lèi),最終選擇了這種來(lái)自純凈無(wú)污染海域的優(yōu)質(zhì)夏威夷扇貝殼,通過(guò)自有貨運碼頭運回工廠(chǎng)。”公司生產(chǎn)部負責人陳恒告訴記者。
經(jīng)過(guò)初步清潔、曝曬兩年以上的貝殼,再經(jīng)過(guò)二次清洗,被傳送帶送進(jìn)工廠(chǎng)。在全自動(dòng)智能化生產(chǎn)線(xiàn)上,貝殼被平鋪在碳化硅煅燒床,送入以L(fǎng)NG為燃料的煅燒爐,歷經(jīng)1000多攝氏度超高溫的煅燒,完成物理碳化后,貝殼粉末被自動(dòng)吸料機傳送至半成品存儲罐。
“根據不同用途,在貝殼粉末中有針對地添加不同的植物提取物,經(jīng)高純度水化工藝變?yōu)槌善?,后轉存至儲罐,再經(jīng)過(guò)自動(dòng)裝瓶包裝,最終成為市面上的銷(xiāo)售品。”陳恒介紹說(shuō),“公司在生產(chǎn)線(xiàn)研發(fā)上投入了數千萬(wàn)元,通過(guò)全程自主研發(fā),大幅提升了生產(chǎn)效率,如今整條生產(chǎn)線(xiàn)僅需4名工人簡(jiǎn)單協(xié)助即可運行。”廢棄貝殼變?yōu)槠垦b清潔粉,全程共需25小時(shí)。
經(jīng)過(guò)5年的研發(fā)與試生產(chǎn),殼零集團的果蔬清潔粉、生鮮清潔粉成功上線(xiàn)。“其超納米粉體的多微孔結構,能強吸附、洗脫、鈍化多種有害物質(zhì),并濃縮了超納米海洋生物鈣、草本精粹。經(jīng)檢測,有效殺菌率大于99.99%。”技術(shù)負責人鄧圣云說(shuō)。
目前殼零清潔粉的年銷(xiāo)售額已達2億元。“收益大多用于再投入、再研發(fā)。”陳恒說(shuō),今年公司正在全力研發(fā)2.0版本的果蔬食品級清潔產(chǎn)品。全新升級的全品類(lèi)清潔粉適用于果蔬、肉類(lèi)等各種生鮮,并剛剛獲得美國FDA認證,正式走向國際市場(chǎng)。
“海貝+”經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈還在延伸、升級。據介紹,近期,消毒粉產(chǎn)品獲得了“消字號”(可用于皮膚黏膜消毒、殺滅或抑制病原微生物的衛生用品)認證,這意味著(zhù)該產(chǎn)品從食品洗滌進(jìn)入日常消殺、洗護等領(lǐng)域,更廣泛應用于人們的日常生活中。此外,殼零集團與上海理工大學(xué)合作,將貝殼制備的納米碳酸鈣用于芯片電容制造中……
“變廢為寶”這一古老智慧,在多個(gè)賽道煥發(fā)新的生命力。殼灰,曾經(jīng)是建房、造船的基礎材料,如今不僅轉型為健康領(lǐng)域的快消產(chǎn)品,更跨界成為芯片科技的新型輔助材料。這一切突破,離不開(kāi)科技創(chuàng )新的推動(dòng)——歷經(jīng)高溫煅燒的殼灰,穿越歲月阻隔,不斷拓展應用邊界。陳洋表示,這份蛻變帶來(lái)的不僅是驚喜,更是一份沉甸甸的責任。
以貝治土
海陸共振撬動(dòng)大產(chǎn)業(yè)
走在福建沿海的鄉村路上,常會(huì )看見(jiàn)牡蠣殼堆疊成山,在烈日下泛著(zhù)蒼白。這些令人頭疼的固體廢棄物,侵占土地、影響村容,帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題。與此同時(shí),全國又有大量的農田土壤需要改良。如何同時(shí)解決這兩者看似互不相關(guān)的難題?廈門(mén)瑪塔生態(tài)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“瑪塔股份”)通過(guò)一系列的技術(shù)創(chuàng )新,找到了一條將它們巧妙聯(lián)結的路徑,即讓這些被視作“垃圾”的貝殼,悄然變成修復土地、提升作物品質(zhì)的“生態(tài)寶藏”,為大地“療愈”。
“通常生蠔是帶殼銷(xiāo)售,外殼被作為城市餐廚垃圾予以處理。”瑪塔股份董事長(cháng)王永明說(shuō),但在福建,養殖的葡萄牙牡蠣多用于鮮食、食品加工,殼會(huì )被丟棄在養殖區附近,成為固體廢棄物。
根據2023年中國漁業(yè)統計年鑒,福建的牡蠣產(chǎn)量達到227.7萬(wàn)噸。“產(chǎn)生的牡蠣殼超過(guò)150萬(wàn)噸。”王永明說(shuō),這不僅占用耕地、海岸線(xiàn),還影響農村人居環(huán)境。
不過(guò),牡蠣殼卻富含碳酸鈣及多種中微量元素,能改善土壤的酸堿度,增加土壤的透氣性、保水能力和肥力,是改良土壤的好幫手。
經(jīng)過(guò)自主研發(fā),瑪塔股份創(chuàng )新“保護性烘焙分段活化”工藝,把牡蠣殼轉化為速效離子鈣、氧化鈣、碳酸鈣等不同形態(tài),并呈現最佳比例,成為“短、中、長(cháng)”不同時(shí)效的純天然鈣肥。
瑪塔股份自2011年成立以來(lái),圍繞工藝、配方、裝備等獲得了120多項專(zhuān)利,逐步成長(cháng)為全國牡蠣加工、牡蠣殼資源化利用規模最大的企業(yè)。
在漳州詔安縣、泉州惠安縣,瑪塔股份的兩個(gè)生產(chǎn)基地可日加工牡蠣500噸,每天生產(chǎn)50噸標準牡蠣肉;每年處理40萬(wàn)噸牡蠣殼,產(chǎn)出農田土壤修復材料超過(guò)30萬(wàn)噸。
“目前,我們兩個(gè)生產(chǎn)基地已經(jīng)實(shí)現縣區廢棄牡蠣殼完全消化。”王永明表示,惠安“酸化土壤施用瑪塔土壤調理劑固碳減排示范項目”一期實(shí)現土壤pH值從5.11提升至6.05,土壤有機質(zhì)含量提高37.6個(gè)百分點(diǎn),生菜產(chǎn)量提高20%。
不僅“治酸”“增肥”,根據不同土壤的特性、作物生長(cháng)的需要,瑪塔股份的土壤調理劑經(jīng)過(guò)科學(xué)調整配方,還能減少化肥和農藥的使用量,降低農業(yè)面源污染,并提高農作物產(chǎn)量和品質(zhì)。
近年來(lái),瑪塔股份與集美大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院曹敏杰教授團隊合作,校企組建團隊在福建、湖南、江西等多個(gè)省份,針對100多種農作物開(kāi)展牡蠣殼土壤調理劑實(shí)際應用。去年底,集美大學(xué)主持了國家重點(diǎn)研發(fā)項目《養殖貝類(lèi)保鮮?;钸h途運輸與高品質(zhì)加工關(guān)鍵技術(shù)》,其中,瑪塔股份承擔了子課題研究,致力于貝殼副產(chǎn)物加工高效利用關(guān)鍵技術(shù)研究,并在全國建立更多免費體驗點(diǎn)。
今年,瑪塔股份在寧夏閩寧鎮開(kāi)展千畝蔬菜田試驗,成功將廣東菜心的貨架期延長(cháng)至7天左右,更利于蔬菜的長(cháng)途運輸保鮮。
“應用于菜心、西紅柿、龍眼、辣椒等種植田地,我們的各個(gè)試點(diǎn)施用土壤調理劑后,農產(chǎn)品的保鮮期短、果實(shí)開(kāi)裂、果皮皴皺等問(wèn)題都得到了較好解決。”曹敏杰表示。
近日,漳州詔安的冬季辣椒種植正式啟動(dòng),瑪塔股份向1000戶(hù)椒農每戶(hù)贈送8袋土壤調理劑,期待能夠在農業(yè)可持續發(fā)展和食品安全方面繼續發(fā)力。
農業(yè)農村部耕地質(zhì)量監測保護中心啟動(dòng)2025年度酸化土壤改良試驗示范工作,在全國挑選了13個(gè)?。▍^、市),以瑪塔股份的土壤改良修復產(chǎn)品為基礎,開(kāi)展為期3年的實(shí)驗示范,作物品類(lèi)涵蓋水稻、大蒜、馬鈴薯、蘋(píng)果、大姜、花生等。
從環(huán)保出發(fā),牡蠣殼的綠色蝶變還向碳匯延伸。
在惠安基地,瑪塔股份正逐步構建形成“牡蠣養殖—廢殼利用—土壤改良—碳匯交易”模式。這一創(chuàng )新模式不僅實(shí)現了資源循環(huán)利用,更在碳匯領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。去年底,瑪塔股份向兩家企業(yè)出讓“酸化土壤施用瑪塔土壤調理劑固碳減排示范項目”一期產(chǎn)生的碳匯,共5643噸,收益10萬(wàn)元。
酸化土壤施用牡蠣殼土壤調理劑后,能夠產(chǎn)生碳匯效益,已經(jīng)獲得了專(zhuān)業(yè)認可。
2024年12月,福建省碳中和學(xué)會(huì )、中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所分別發(fā)布了《牡蠣殼土壤改良產(chǎn)品碳足跡核算指南》《酸化土壤施用牡蠣殼土壤調理劑固碳減排項目方法學(xué)》,成為該碳匯的核算依據。
“這標志著(zhù)土壤改良走上了與農業(yè)環(huán)境保護和碳匯共同發(fā)展的全新道路。”農業(yè)農村部全國農業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心首席專(zhuān)家高祥照表示。
更大的土壤改良示范實(shí)驗正在福建鋪開(kāi)。王永明說(shuō),惠安的二期項目面積預計為1.5萬(wàn)畝,將新增固碳減排量4.5萬(wàn)噸,價(jià)值200萬(wàn)元;在寧化、長(cháng)汀、尤溪等縣,新一批碳匯交易項目和土壤改良項目也已啟動(dòng)。
牡蠣殼蝶變成土壤調理劑,這是“藍色國土”與“黃色國土”的良性互動(dòng)。王永明表示,這場(chǎng)“藍”“黃”交融的樂(lè )章將繼續在山海間激昂奏響。(福建日報記者 張穎 陳旻)
