探寻海世界 开拓新津途

本刊记者 徐芳芳

探寻海世界 开拓新津途

本刊记者 徐芳芳

牟海津 中国海洋大学教授。1996年于中国海洋大学海洋生物学专业硕士毕业后留校任教，1999年起师从著名海洋药物学家管华诗院士攻读博士，并于2003年6月获得水产品加工与贮藏工程博士学位；2004年3月获硕士生导师资格，2005年作为我国首批公派博士后人员赴英国Reading University进行学术访问。中国微生物学会会员、中国水产学会资深会员、美国ASLO会员、中国农学会理事会员。

从太空看我们生存的星球，是一片蔚蓝，那是因为地球71%的表面被海水覆盖。千百年来，人们对她的探寻从未停止过，她就像一个巨大的宝库，等着人们去探寻、去开发、去应用。

中国海洋大学就有这样一位年轻学者，他潜心于海洋生物资源开发与综合利用，利用所学专业——应用微生物学、水产品加工与贮藏工程——不断创新，开拓海洋生物质能、海洋生物酶及海洋特征寡糖、噬菌体及其聚糖降解酶研究的新津途。他就是牟海津。

开拓研究新津途

牟海津自从1996年取得中国海洋大学海洋生物学专业硕士学位后，就开始了研究征程，他主持的省部级以上科研项目包括国家自然科学基金、国家科技支撑计划子课题、山东省优秀中青年科学家奖励基金、山东省科技攻关计划项目等，并以主要研究人员的身份参与山东省自主创新成果转化重大专项、国家攀登计划B、国家863计划等多项课题的研究工作。在众多科研领域中，牟海津将主要精力放在了以下几个方面：

海洋生物质能

牟海津课题组依托于前期建立的海藻多糖高效降解酶系统，从海藻及其加工废弃物中筛选出可用于生物质能开发的最佳品种，确立了燃料乙醇生产的关键技术和工艺。目前在生物质能开发方面，与美国Jackson State University建立了学术合作，将利用美方合作者在生物质能开发领域的先进技术和经验，结合该实验室的研究基础和优势，实现海藻多糖向能源转化的技术突破，为利用海藻及其加工废弃物进行乙醇燃料的工业化生产奠定良好的基础，增强我国在海洋生物质能开发领域的自主创新能力。

利用海藻的糖类物质生产生物乙醇将会有以下几方面的优势：(1)相比于农作物具有更高的生产效率，养殖每公顷藻类炼出的生物能源比同面积的农产品多几十倍甚至上百倍。(2)利用海藻生产生物乙醇可以避免出现能源与粮食作物争夺生产资料。(3)海藻具有很强的温室气体吸收的潜能，利用海藻生产每1千万加仑乙醇的同时，可以吸收150万吨的CO2，是一种有效的减排途径和清洁能源。(4)海藻中碳水化合物丰富，而且海藻细胞壁中的纤维素不像陆地植物纤维素那样会形成微晶结构，所以很容易被纤维素酶分解。(5)海藻中的木质素含量极低，在海藻多糖的降解过程中可以省却对木质素的去除，避免了木质素降解产物对后续发酵的抑制作用。(6)乙醇发酵后形成的废弃物可以作为良好的有机肥料。(7)通过对海藻加工废弃物和沿海低值海藻的利用，能够有效解决沿海环境污染问题。

牟海津(左二)2008年在韩国KIST参观访问

海洋生物酶及海洋特征寡糖的研究

海洋生物酶的开发与工程化研究：以海洋微生物为资源研发具有自主知识产权的一系列海洋多糖降解酶，形成了包括褐藻胶裂合酶、琼胶降解酶、卡拉胶降解酶在内的系列酶制剂，此项工作为海洋生物寡糖的批量制备提供了有效的工具；利用所得酶制剂能够制备出分子量均一、高纯度、高收率的海藻寡糖素;利用低温微生物发酵制备低温碱性蛋白酶，并研究其洗涤剂中的应用效果。

海洋特征寡糖的酶法制备与应用：牟海津研究组利用自行研发的具有自主知识产权的海洋多糖降解酶，对褐藻胶、琼胶、卡拉胶等海藻多糖进行酶解，建立了较为成熟的海洋特征寡糖酶法批量制备技术，再辅以现代色谱分离技术，获得了不同化学结构、不同聚合度的系列寡糖单体，并运用质谱、核磁等现代分析方法测定其化学结构。所形成的海洋生物寡糖在化学和生物学方面的信息数据，促进了海洋寡糖库的建设，为以海洋糖类药物开发为制高点的海洋生物资源高值化开发利用提供了物质基础和技术手段。并对海洋特征寡糖在抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、细胞粘附抑制、植物促生长和诱抗等方面的生物学活性进行研究，促进了海洋寡糖资源的活性开发和合理应用。

在过去的十年时间里，牟海津带领课题组成员从海洋环境中分离筛选出一株具有自主知识产权的能够产生高活性卡拉胶降解酶的海洋细菌MCA-2，对该酶的酶学性质进行了较为系统的研究。由于该酶为内切作用酶，在控制酶解时间和酶解条件的情况下，可以制备出特定聚合度的硫酸低聚糖片段，从而提高了目的活性片段制备的选择性和产率。经反复实验验证，菌株MCA-2的产酶能力表现出稳定、高效、成本低廉等优点，具有规模化生产硫酸半乳低聚糖的潜力。课题组以海洋微生物产生的高效卡拉胶降解酶为工具，利用微生物酶降解和化学修饰相结合的技术，从海洋资源中筛选出具有显著抗病毒活性的低聚糖。该项工作在一定程度上推动了海洋新型酶制剂的开发和应用，在抗病毒先导化合物的研制与开发方面提供技术支撑和理论指导。

噬菌体及其聚糖降解酶

噬菌体广泛存在于自然界中。它作为指示微生物，在海洋污染监测、赤潮消长及其他海洋灾害预警中发挥一定的作用；利用噬菌体专一性地抑制或杀死有害微生物，从而改善养殖生态或保障食品安全，也成为近年来国内外研究的热点。然而，对利用噬菌体所产聚糖降解酶为工具，以海洋细菌胞外多糖为原料进行新型寡糖的批量制备，并进而筛选具有特殊生理活性片段的研究，目前尚未得到有效开展。

寡糖作为生理活性物质和药物先导化合物的开发潜能虽然巨大，但是至今其重要作用还没有得到充分体现，其发展缓慢的原因之一是新型寡糖的批量制备技术相对落后。噬菌体聚糖降解酶的作用专一性和应用安全性的特点，再加上微生物胞外多糖易于制备和收集、来源丰富、成本低廉等优点，决定了噬菌体聚糖降解酶可望成为新型功能寡糖制备的有效工具。

牟海津教授利用在英国博士后工作期间掌握的先进技术和对国际前沿动态的把握，在国家自然科学基金的资助下开展噬菌体聚糖降解酶的研究，并以海洋细菌胞外多糖为原料制备具有新型化学结构和特殊生物学活性的寡糖片段，从而为寡糖资源的开发提供了新工具和新技术。

牟海津教授在研究领域刻苦钻研，做出了很多有创新性的研究成果，开拓了海洋生物质能、海洋生物酶及海洋特征寡糖、噬菌体及其聚糖降解酶研究的新津途。期间，牟海津共发表论文54篇（其中SCI/EI 14篇），并获得了许多奖项：山东省普通高等学校省级优秀实验技术成果奖二等奖、山东省优秀博士学位论文奖、国家海洋局海洋创新成果二等奖、山东省技术发明二等奖、青岛市科学技术发明奖、中国海洋大学优秀实验教学及实验技术成果三等奖、2008年中国海洋大学第十届“天泰优秀人才奖”、2009年教育部新世纪优秀人才等。

传道授业解惑

除研究领域获得的奖项外，不得不提的是牟海津作为一名传道授业解惑的教师，曾经连续两年（2008年、2009年）获得“中国海洋大学优秀教师”称号。在教学与人才培养方面，牟海津出色的完成了教师的任务：他先后主讲本科生课程“微生物学（专业基础课）”、“代谢控制与发酵”、“微生物学实验”、“海洋微生物工程”；高职课程“食品微生物学”、“食品生物技术”；全日制硕士研究生课程“水产食品微生物学”；以及工程硕士和农业推广硕士课程“专业外语”等。

在授课过程中，他将自己的科研成果和最新的学术动态在教学内容中充分体现，做到“以科研推动教学知识更新，以教学提升科研综合水平”。通过科学的教育方法把理论讲授—实验操作—实践训练各环节有机地统一起来，构建系统的知识转化和能力训练模块，以加强学生实践能力与综合素质的培养。

结语

刻苦、创新、钻研、敬业、坚持……太多的形容词可以用在牟海津的身上，还有一个关键词——年轻。是的，牟海津在科学研究的道路上才刚刚起步，我们相信，未来的他，会走的更稳、走的更远！