生物脫膠：告別傳統“漚麻”

　　麻類紡織品是具有抗菌、吸汗、防紫外線特點的綠色產品，脫膠則是將麻類原料轉變為麻纖維的必經環節。但美中不足的是，傳統脫膠方法造成的資源消耗和環境污染卻長期困擾著企業，這在素有“中國草”之稱的苧麻領域表現尤為突出。

　　近日，中國農業科學院麻類研究所研究員劉正初等發明的“歐文氏桿菌工廠化發酵快速提取苧麻纖維工藝”獲得第十五屆中國專利優秀獎。該工藝首次在國內外選育出能獨立完成苧麻脫膠的高效菌株，可取代傳統的化學脫膠或生物—化學聯合脫膠方法，顯著降低了苧麻脫膠過程中資源和能源的消耗。

　　劉正初在接受記者采訪時指出，生物脫膠具有節能、減排、降耗、高效利用資源、流程簡短、質量監測直觀且可靠、生產環境友好等特點。與漚麻等傳統脫膠方法相比，生物脫膠實現了生產方式由粗獷型漚麻向工廠化脫膠的轉變，加速了麻類產業的發展。

　　苧麻脫膠“殺手锏”

　　脫膠是指從麻類纖維質農產品中剝離非纖維素而提取纖維的加工過程，據劉正初介紹，麻類脫膠方法可分為漚麻、化學脫膠、生物—化學聯合脫膠和生物脫膠共四類。

　　《詩經》中提到“東門之池，可以漚苧”，漚麻成為我國最為傳統的粗獷型脫膠技術，但卻不適宜工業化生產。隨著苧麻加工業的發展，化學脫膠成為近年來麻類企業普遍采用的技術，然而該技術卻存在消耗大量化學試劑和能源以及對環境污染嚴重等弊端，企業僅在污水處理上就需要一筆不菲的費用。

　　為達到節能減排的效果，被稱為“生物預處理”的生物—化學聯合脫膠應運而生，然而，這種技術仍未將“菌發酵”和“酶降解”作為剝離非纖維素的主體，也存在工藝技術復雜、菌劑制備流程長、酶制劑成本高、不能擺脫化學方法的副作用等問題。

　　在劉正初看來，真正能夠實現苧麻產業綠色化的關鍵技術還是生物脫膠，即利用微生物分泌的復合酶專一性裂解胞間層，并切斷纖維素連接非纖維素的化學鍵，從而剝離麻類纖維原料中非纖維素的加工過程。

　　為更加適應工業化生產，劉正初團隊經分離、篩選和基因操作獲得了一個高效菌株cgmcc5522，其擁有繁殖速度快、培養條件粗獷、工藝成熟標志明顯等特點。以地表水稀釋高效菌株活化菌液后，再接種到進行預處理過的原料上發酵5~7小時，經滅活及洗麻處理，就可獲得天然本色麻類纖維。

　　劉正初表示，經測驗，生物脫膠可節省原煤76.4%，降低水耗62.6%，減少工藝輔料用量93.1%，降低生產成本20.5%;纖維資源利用率、企業盈利率依次提高47%和58%;無機、有機污染物分別從源頭上減少95.9%和58.3%。

　　技術推廣存障礙

　　早在2006年，國家發展改革委等10部委就在“紡織行業結構調整轉變增長方式專項資金”中對“苧麻生物脫膠項目”給予了重點支持，許多企業也得到了國家專項資金的扶植，推動了苧麻紡織技術的進步和產業升級。

　　如今，生物脫膠技術產業化應用也取得了不少成果。以農科院麻類研究所為例，湖南沅江明星麻業股份有限公司與該所共同承擔國家“863”計劃課題，建成年加工苧麻8000噸的“高效節能清潔型苧麻生物脫膠示范工程”，未來苧麻年生產能力還將達到3萬噸;湖北天源紡織有限公司也與該所簽訂“苧麻生物脫膠許可實施合同”，目前已建成年產苧麻2萬噸示范工程。

　　不過，生物脫膠要想在全行業普及推廣，還存在不少有待攻克的技術難題與瓶頸。

　　劉正初對記者坦言，生物脫膠技術雖然屬于國內外首創的全新工藝發明成果，但與之配套的工藝裝備卻沒有成功的先例可以借鑒。

　　“目前雖然已形成了工藝裝備的專利技術方案，但是沒有機械加工企業愿意試制與改進這些工藝裝備。而生物脫膠技術研究單位受人力、物力、財力等因素制約，沒有也不可能完全解決與生物脫膠技術匹配的后續加工技術與裝備等問題。”劉正初說。

　　據記者了解，現行麻紡企業都在利用上世紀七八十年代形成的加工技術與裝備進行小規模產能上的微利經營，只能勉強維持企業生存的現狀。企業自身既沒有經濟實力也沒有相關技術力量來實現涉及眾多加工環節的自主創新。

　　正如劉正初所述：“即使企業成功引進了生物脫膠技術，一時也難以利用關鍵技術成果開發出具有特色優勢和市場潛力的新產品。”

　　由于技術推廣成本高且設備投入大，也致使許多企業特別是中小企業難以接受。另外，中國工程院院士姚穆還指出，生物脫膠也不是一項企業很容易就能掌握的技術。

　　“菌脫膠和生物酶脫膠對纖維的處理要適當，不可以處理不足，也不可以處理過度。”姚穆表示，在選擇菌和酶的品種時，企業要選擇合適的可“精密控制”的品種，使脫膠工作適時啟動，適時停止，這也對企業在技術方面提出了更高的要求。

　　“小產業”如何推廣

　　在劉正初看來，生物脫膠是加速麻類產業發展的關鍵技術。而以姚穆為首的同行專家也認為，生物脫膠技術的實施可以緩解石油、森林和土地資源短缺矛盾，改善生態環境，給紡織業和新興的生物質能源與材料產業帶來一場技術革命。

　　不過，“麻”和“絲”這些具有中國特色的民族產業，在我國卻被習慣認為是“小產業”，并沒有得到足夠的重視，這在一定程度上限制了生物脫膠技術的推廣應用。

　　對此，劉正初認為，在綜合國力和大宗產業科技水平發展到較高程度的基礎上，適度調整科技引導政策也是很必要的。

　　他建議現行科技引導政策應該調整的方向為：一是在確保“糧食安全”、“生態安全”的前提下，“抓大不放小”;二是在強調“企業是創新的主體”的同時，充分發揮科研機構原始創新平臺的作用。

　　為加快生物脫膠的產業化應用，姚穆也建議加快研發和配備苧麻脫膠、紡織新型設備、裝置和控制系統。菌種繁殖和生物酶也要依靠專業企業生產，并靠近脫膠基地。

　　另外，生物脫膠技術也需要國家給予一定的資金支持。劉正初表示，生物脫膠屬于交叉、邊緣學科并涉及麻類產業鏈的全過程，而受慣性思維的影響，從事跨行業、跨學科的邊緣或交叉學科研究的科技人員，爭取科研項目、獲得科技成果的難度是一般人難以想象的。

　　為此他認為，如果把交叉學科的項目或成果獨立出來進行多學科、公開答辯的綜合評議，將有限的科研經費用于迫切需要資助的交叉學科，并加大對革命性成果轉化的投入，或許對生物脫膠技術推廣起到“畫龍點睛”的作用。