有一个美丽的传说：从“稻草变葡萄糖”到当今的燃料酒精

——见识国内纤维素酶研究应用的40年（1970-2010）

杨顺楷         四川  成都

早在40年前，笔者作为文革期间毕业大学生，经受军垦农场“再教育洗礼”后，返回研究所终于被分配到了微生物研究室，幢景着可以有机会从事神秘而崇高的科学研究工作，同现在新学驾車者一样怀着“新手上路请多关照”的心情，步入了自己职业道路的起点。

当时整个研究室数十个人，每当星期六都要集中在一起，由党支部书记领导进行政治学习。期间，对一个略带神秘感的另一个人才济济兵强马壮的课题组进行了一翻打听——研究“稻草变葡萄糖”——微生物 纤维素酶研究，顿时令人肃然起敬，“不简单，真了不起！”这就是笔者对纤维素酶研究的原初印象。

40年后的今天，结合笔者剛参加了国内一个生物能源科技发展论坛的多学科和企业家的沟通交流会，令人感慨，不得不对国内纤维素酶研究应用的40年作一个简要的回顾，着眼于两个20年两个公益性学术研究团队，一为中科院的研究所，另一个为国家级研究型大学其两者之命运及运作，可以看出我国的科技体制长期以来存在的敝端，为何回答不了“钱学森之问”，为何出不了创新型杰出人才，为何我国生物能源科技发展总是低效，总是在付“学费”。

其实，更早在二战时/后，美国海军部的纳迪克实験室就基于棉职军用品的防霉腐问题开始了微生物纤维素酶的研究与应用课题研究。到了60年代末70年代初，在人们厌倦了“文革”头脑冷静些许时候，研究所的“臭老九”们还是在所领导的领导下，立题开展有关国计民生的科研工作，力图与时俱进。我所的微生物 纤维素酶研究与应用就是在这一背景下起步的，一直延续了20年时光。这期间的确作了大量的实験研究工作，科研工作者足迹踏遍巴山蜀水各种小生境，采集天然源样品，分离筛选并开展理化诱变工作，选出具有较高活力的纤维素酶菌株；并在此基础上建立了一系列针对微生物 纤维素酶应用的基本方法，如固体制曲，酶活力及酶解产物测定，生物反应器及工艺放大等，同时与省内軽工企业合作，率先在国内开展了利用蔗髓作底物，借助高活力的固体微生物 纤维素酶曲作生物催化剂生物水解得可发酵糖，再利用酶解糖液作碳源，生长培养酵母菌体物质作单细胞蛋白（SCP），阶段放大试験成果通过了四川省科委组织的技术鉴定。有鉴于此，根据这一阶段成果，中科院报国家计委，国家计委立项，拨款数百万元（1984）资助我所在双流县城郊农场处征地20多亩，建立起一座针对微生物纤维素酶固体制曲，物料粉碎加工，酶解不锈钢反应罐，液固分离设备，深层培养不锈钢发酵罐等全套双流中试基地。但是，经90年项目験收后，该项目渐趋停顿，以至因人员的调离，退休，直到一个在国内有20年研发纤维素酶工作积累的团队被解体。这就是一所国家级公益性学术研究团队之命运被漠视了的典型例证。

你方唱罢，另一方又登台——重头再来。

近20年，一直到现在，另一个为国家级研究型大学——山东大学微生物技术国家重点实験室又与时俱进地接过了微生物纤维素酶研究与开发的重大项目基础及应用的接力棒开始了新的征程。为开发利用地球上生物圈每年因绿色植物光合作用产出的如天文数字般（若干亿吨）的天然碳水化合物，如将其中的纤维素转化为燃料酒精被公认为是克服日趋枯竭石油资源的重要手段，这已成为国家级的发展战略重大项目。固近几年国内各地各级科研院所又掀起了开发利用纤维素转化为燃料酒精的高潮，其中的关键仍然是工业生物技术转化纤维素涉及多种酶系的“技术可行经济合理”的工业生物催化剂的生产和应用问题。

从这次“2010中国生物能源科技发展论坛”得到的印象和感受有如下几点：

1.     ““八五”期间，中国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究，主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术”——这算什麽“国家攻关”，就这老掉牙的所谓课题“探索与研究”， “稀酸水解及其发酵技术”,水平也太低了吧！连起码的文献调查背景都不清础，这样的团队能胜任攻关课题吗？可见科技管理层面之混乱。

2.     我国前几年起步并得到国家政策及财政补贴，由中粮集团垄断性领航的玉米燃料酒精（10%汽油醇）试点，实际上是一次我国发展可再生能源过程中一次失败的记录，脱离了国情，不听专家意见，被美国的“玉米燃料酒精”忽悠的结果：美国工艺的能量转换效率，即一份能量输入能得到1.5份输出，而中国工艺仅能得到1.2份输出（或更少），至于酒精作燃料开汽车早在抗日战争期间的四川成渝两地的公路上就已经是平常事，与什麽“高科技”根本不沾边。总之，我国的燃料酒精计划想要依靠农业产出的淀粉质产品注定是要失敗的，是不可行的。

3.     生物柴油盲目上马，一座耗资3500万元产能10万吨/a的生物柴油加工厂建成，投产试车出了样品即宣告停产关门，地沟油价上长到与加油站柴油价格持平；至于前几年喧嚣一时的小油桐（麻疯树）大面积试点种植的树苗被冻害致死40%，要靠这一植物油源提供初级原料生产生物柴油也不可行。

4.     唯一的亮点——中南林科大（湖南长沙）陈介南教授作的“木质纤维高效生物催化燃料乙醇工艺学研究”学术报告，很令人振奋。可以说是笔者近年所见到的国内木质纤维素相关酶学及分子遗传重组高水平的实验研究工作。将大宗的槁杆木质初级生物质原料经由先进工业生物技术手段，即调控代谢途径，相关基因敲除，组合异源途径，共发酵（C₅/C₆）及共培养技术生产燃料乙醇成为可能，该重组工程菌对木质纤维高效生物催化水解所得到的可发酵糖，经生物反应器产出酒精浓度达14.7g/L，初步估算按国家现行补贴政策，成本是可以达标过关的。

综观我国过去40年来，在纤维素酶研究应用领域一直处于摇摆不

定，大起大落，没有实质性的突破性进展。由于剛性体制的敝端，不重视资格人才及团队的关键作用，“门阀地域观念”选人才严重挫伤了广大科技人员的性和上进心，叠床架屋明目繁多的协会学会起不到学术交流的作用，多学科的前沿交叉仅仅停留在口头上，谁也不愿意让出自己的小山头，“宁作鸡头不作凤尾”的落后观念根深蒂固，真正的前沿基础创新性研究工作无人重视，当官掌权的人脱离了科研第一线，开会只会口若悬河作不作边际的大报告；处于“小圈子”之内的“专家教授们”也学会了讲套话官话，不讲真话，技术交流流于形式，且还相互封锁。所以，我国可再生能源中的生物质纤维燃料酒精工业生物技术的突破尚须努力，可能美国将率先突破。

 

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