做好“木本油料資源利用”大學(xué)問(wèn)

張瑜 唐瑜琦

“木本油料資源利用”是門大學(xué)問(wèn)。湖南省林業(yè)科學(xué)院研究員李昌珠35年的林業(yè)科研就是為它一路奮斗拼搏過(guò)來(lái)的。

拓荒者 于無(wú)人處走出一條路

說(shuō)起木本油料，李昌珠如數(shù)家珍，滔滔不絕。木本油料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可替代的重要資源，既是人類營(yíng)養(yǎng)和熱量供應(yīng)必須的食物來(lái)源，也是化工、能源、材料、化妝、醫(yī)學(xué)和環(huán)境修復(fù)材料的原料來(lái)源。代表性樹種如油茶（食用）、油桐（材料原料）和山蒼籽（芳香油料）。而木本植物制油后的果殼、餅粕、油腳及渣油等剩余物生物質(zhì)中，還含有大量具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的組分。但目前這些剩余物質(zhì)大部分遺留自然界，被用作燃料、肥料，或者直接廢棄，缺少對(duì)于其中活性成分提取和深度利用的工藝技術(shù)、產(chǎn)品和裝備，利用率極低，高附加值產(chǎn)品開發(fā)幾乎空白。

李昌珠向記者介紹，木本油料全資源全組分綜合利用，不僅能大幅提高產(chǎn)品的附加值，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還能減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)人口眾多，耕地面積有限，自然資源匱乏，木本油料規(guī)模利用有利于保護(hù)耕地，有利于經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益的合理科學(xué)體現(xiàn)。

根據(jù)食用、工業(yè)用用途進(jìn)行分類系統(tǒng)研究，李昌珠帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員首次系統(tǒng)開展了南方主要木本油料生理學(xué)、采前采后技術(shù)、低溫制油、油脂轉(zhuǎn)化高附加值產(chǎn)品工藝技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用基礎(chǔ)和創(chuàng)新技術(shù)一體化研究，聯(lián)合企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，大幅提高油料全資源利用率，實(shí)現(xiàn)大宗木本油料產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、工藝裝備創(chuàng)新，全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)，一體化經(jīng)營(yíng)，有力地促進(jìn)了木本油料行業(yè)科技進(jìn)步和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

在長(zhǎng)沙市雨花區(qū)的一塊林地內(nèi)，一個(gè)年產(chǎn)1000噸的木本油料綠色制油車間、3000噸的生物柴油中試基地、油料加工剩余制備的能源和材料產(chǎn)品裝備展示于我們面前。現(xiàn)代化的生物油脂實(shí)驗(yàn)室科技人員在忙碌著。這些，都滲透著李昌珠多年的心血。

在上世紀(jì)90年代，以非食用木本油料等原料生產(chǎn)的生物柴油、生物潤(rùn)滑油和油脂基材料產(chǎn)品在中國(guó)算是一種全新的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究幾乎一片空白。李昌珠當(dāng)時(shí)提出以油桐、光皮樹和山蒼子等木本油料為原料提煉生物柴油，遭到質(zhì)疑與嘲諷。對(duì)此，他深深理解，新學(xué)科、新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是異常艱苦的工作，邊緣學(xué)科的起點(diǎn)低、國(guó)內(nèi)資料少、理解支持少，尤為明顯。只有不斷學(xué)習(xí)，刻苦鉆研，持續(xù)解決實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題，才有立足之本。于是，他選擇了一條不被常人所理解的艱難創(chuàng)新之路。

他不知疲憊地奔波于實(shí)驗(yàn)室和林地之間；他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)兄弟一起賣水果、販苗子，籌措科研經(jīng)費(fèi)；他重拾荒廢多年的英語(yǔ)，2年內(nèi)通過(guò)BFT、PEST5留學(xué)資格考試，考察了美國(guó)、德國(guó)、意大利、巴西、捷克、瑞士和以色列等多個(gè)國(guó)家，閱讀研究了100萬(wàn)字與生物油脂利用方面的英文資料……

在研究最迷茫、孤獨(dú)的時(shí)候，李昌珠也曾打過(guò)退堂鼓，是周敦頤的“主靜”思想點(diǎn)亮了黑暗中的微光。作為北宋理學(xué)鼻祖周敦頤的同鄉(xiāng)，李昌珠認(rèn)為：靜是相對(duì)的，變是絕對(duì)的。一個(gè)人無(wú)論做什么事，只要通過(guò)多年相對(duì)靜止的觀察、思考、研究，就肯定會(huì)有突破的。

終于，20年如一日的堅(jiān)持與付出，李昌珠領(lǐng)銜的“非耕地工業(yè)油料植物新品種選育及高值化利用技術(shù)”突破高產(chǎn)新品種選育、油脂制備、油脂高效轉(zhuǎn)化生物能源和化工產(chǎn)品新工藝的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，打通了油料植物產(chǎn)業(yè)的上中下游。油脂分級(jí)利用生產(chǎn)油脂基產(chǎn)品理論體系——利用木本植物油脂脂肪酸組成、理化性質(zhì)差異，分級(jí)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化成生物柴油、生物潤(rùn)滑油、柴油添加劑、工業(yè)油脂制備油脂基材料產(chǎn)品、植物油基食品抗菌劑復(fù)配等5大類產(chǎn)品。多項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。構(gòu)建了符合市場(chǎng)需求導(dǎo)向的多元化油脂基產(chǎn)品規(guī)?；鍧嵣a(chǎn)技術(shù)體系。

湖南省林科院形成了木本油料食用功能化、材料化、能源化和肥料化基礎(chǔ)應(yīng)用研究——工程化試驗(yàn)開發(fā)——產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新道路，建立了工業(yè)油脂產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)室、油脂轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)室、工藝技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和一系列創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)。

“時(shí)人不識(shí)凌云木，直待凌云始道高?！?014年1月9日，李昌珠西裝革履，胸前佩戴鮮花，走上了國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)?！胺歉毓I(yè)油料植物新品種選育及高值化利用技術(shù)”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

攻堅(jiān)者 用竹鞭一樣的鉆勁解決問(wèn)題

一個(gè)油茶果，除了榨油，還能做什么？在李昌珠的眼中，油茶果雖小，卻能加工出一系列產(chǎn)品，除了食用油、工業(yè)用油等油脂產(chǎn)品，還可以合成活性肽等蛋白產(chǎn)品、生物洗滌劑等產(chǎn)品、成型燃料和活性炭等纖維類原料產(chǎn)品。

攻克木本油料油脂轉(zhuǎn)化工業(yè)油脂產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)后，他又瞄準(zhǔn)了國(guó)家發(fā)展木本油料產(chǎn)業(yè)的需求，圍繞木本油料資源利用開展研究。他認(rèn)為，木本油料的果實(shí)中，目前僅利用了鮮物質(zhì)的5～10%。除了油脂外，其中的蛋白質(zhì)、皂素、纖維和活性成分都可以做出“大學(xué)問(wèn)”來(lái)。將它們物盡其用，既可以大大提高果實(shí)的利用率獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，又可以減少?gòu)U棄物的污染。以此為頂層設(shè)計(jì)，李昌珠領(lǐng)銜的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開始研究“南方木本油料資源加工利用提質(zhì)增效技術(shù)與示范”項(xiàng)目。

該項(xiàng)目以油茶、油桐和山蒼籽3種油料資源分級(jí)高效利用為目的，重點(diǎn)圍繞油料中的油脂、蛋白和纖維等功能組分利用進(jìn)行攻關(guān)，前后歷時(shí)18年。立項(xiàng)之初，李昌珠和團(tuán)隊(duì)面臨的第一個(gè)難題是缺乏對(duì)木本油料組分和理化性質(zhì)的系統(tǒng)研究和高效配套的國(guó)產(chǎn)化加工設(shè)備。他們創(chuàng)新油茶和油桐油料脫殼工藝技術(shù)和裝備，開發(fā)的脫殼裝備使油茶和油桐脫殼率大于98%，效率提高20倍。

隨后，他們又取得一個(gè)又一個(gè)突破：

開發(fā)了木本油料清潔低溫制油和同步分離活性成分技術(shù)。

攻克了油料低溫制油聯(lián)產(chǎn)油脂和副產(chǎn)物關(guān)鍵技術(shù)——實(shí)現(xiàn)油料可調(diào)控模塊化制油、低溫壓榨結(jié)合溶劑萃取技術(shù)，解決了同步制油提取活性成分難題。

創(chuàng)新了油料模塊化調(diào)質(zhì)制油新技術(shù)——研創(chuàng)出集預(yù)壓裝料、主壓制油和頂升卸料等于一體的連續(xù)式PLC自動(dòng)化冷態(tài)制油裝備，再通過(guò)耦合復(fù)合溶劑的兼容性萃取技術(shù)，集成了原料標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)質(zhì)預(yù)處理單元技術(shù)，創(chuàng)新出適用于油茶、光皮梾木、山蒼子等3種南方特色油料模塊化調(diào)質(zhì)制油技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程制油溫度≤80℃，餅粕殘油率≤1%，磷脂提取率達(dá)92%。

如何充分利用大量的加工剩余物也是一個(gè)難點(diǎn)。李昌珠和團(tuán)隊(duì)成員在與企業(yè)的對(duì)接中碰撞出思想火花，以果殼類廢棄物制出了燃?xì)?，其成本與天然氣相比還有優(yōu)勢(shì)。對(duì)油茶果殼中的纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行了定向分離，開發(fā)出可替代工程塑料的高附加值生物質(zhì)3D打印材料，進(jìn)一步提升了木本油料產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

“萬(wàn)人操弓，共射一招，招無(wú)不中?！倍嗄陙?lái)，作為科研項(xiàng)目的領(lǐng)軍人物，李昌珠深諳協(xié)同創(chuàng)新的重要性。當(dāng)項(xiàng)目涉及烘焙技術(shù)這一課題組的短板時(shí)，李昌珠通過(guò)自身的人脈資源，聯(lián)系了加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的畢曉濤院士團(tuán)隊(duì)，與其開展深度合作，為后續(xù)開發(fā)提供了有力支撐；當(dāng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)3D打印材料遭遇瓶頸時(shí)，李昌珠積極通過(guò)百人計(jì)劃，引進(jìn)美國(guó)密歇根理工大學(xué)的謝新峰博士，確保了研究任務(wù)的完成……

李昌珠在課題組中起到了靈魂支撐作用。課題組的研究方向、核心技術(shù)創(chuàng)新任務(wù)以及實(shí)施方案，都是由他親自把關(guān)。當(dāng)大家在工作中遇到困難、迷失方向的時(shí)候，他會(huì)為大家梳理思路，鼓舞士氣、逢水架橋；當(dāng)大家在工作中取得一些突破的時(shí)候，他也會(huì)和大家同話桑麻，共享喜悅。

咬定青山不放松，立根原在破巖中。在所有的木本植物中，竹之堅(jiān)韌最令李昌珠敬佩。他尤愛(ài)竹鞭對(duì)石頭也敢穿透的那股鉆勁?！翱蒲芯蛻?yīng)該具備這種鉆勁”。憑著這種鉆勁，項(xiàng)目難題一個(gè)個(gè)被解決。每一個(gè)問(wèn)題的解決，都給李昌珠以極大的樂(lè)趣，激發(fā)他向著新難題發(fā)起進(jìn)攻。就這樣，寒來(lái)暑往，李昌珠和團(tuán)隊(duì)成員在油料資源采收、模塊化加工、植物油基膳食產(chǎn)品、化工產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)化和生物質(zhì)成型等技術(shù)領(lǐng)域取得一批國(guó)際先進(jìn)水平的關(guān)鍵技術(shù)。該項(xiàng)目產(chǎn)品技術(shù)先后在湖南糧食集團(tuán)、湖南林之神公司等單位推廣應(yīng)用，3年新增銷售額近7億元，新增利潤(rùn)0.68億元。

2018年，“南方木本油料資料加工利用提質(zhì)增效技術(shù)與示范”項(xiàng)目榮獲湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

大成者 做有理想有情懷的科學(xué)家

李昌珠于自幼深愛(ài)周敦頤的《愛(ài)蓮說(shuō)》。他對(duì)“蓮之出污泥而不染”有著別樣的深刻理解：一個(gè)人，不僅應(yīng)該具備蓮花一樣廉潔的品質(zhì)，更重要的是，不論自己出身如何，都要通過(guò)自身的努力而令眾人褒揚(yáng)。

正是這種努力做到令人欣賞的自我要求，激勵(lì)著李昌珠不斷學(xué)習(xí)不斷創(chuàng)新。無(wú)論是學(xué)生時(shí)期的求學(xué)生涯，還是工作以后的創(chuàng)業(yè)歲月，他都像海綿吸水一樣汲取知識(shí)。他身的同事張良波告訴我們，他只要不出差，晚上總喜歡到辦公室看相關(guān)資料到十點(diǎn)才回家。他的勤奮、好學(xué)是我學(xué)習(xí)的榜樣。

李昌珠熱愛(ài)自己所從事的科研事業(yè)。湖南省林科院生物能源研究所所長(zhǎng)肖志紅說(shuō)：不管有多忙，他都會(huì)抽出60%的工作時(shí)間放在科研上。為了彌補(bǔ)其他失去的40%的科研時(shí)間，他經(jīng)常利用雙休日和空余時(shí)間，定期參與課題組的學(xué)術(shù)討論和交流?？次墨I(xiàn)、定方案、抓實(shí)施是他工作的三步曲。實(shí)驗(yàn)室、科研基地和合作企業(yè)，是他另外的三個(gè)家。強(qiáng)烈的責(zé)任感與擔(dān)當(dāng)感，催生了他對(duì)林業(yè)科研事業(yè)的獨(dú)到見解：要仰望星空，也要腳踏實(shí)地，既要講理論、理念，更要解決實(shí)際問(wèn)題。

多年來(lái)，李昌珠抱著理想主義情懷，在歲月年輪上銘刻了耀眼的人生歷程：先后主持或協(xié)助主持過(guò)國(guó)家863、科技支撐、國(guó)家基金等30個(gè)項(xiàng)目，發(fā)表論文320篇，出版專著6部，獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等成果獎(jiǎng)15項(xiàng)，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，是全國(guó)優(yōu)秀科技工作者、湖南省人民政府科技戰(zhàn)略咨詢專家、湖南省121人才和長(zhǎng)沙市科技領(lǐng)軍人才。展望未來(lái)，李昌珠謙遜而有信心地表示：我的貢獻(xiàn)不大，還要加倍努力，多為國(guó)家和人民立新功。