海南日報記者 鄧鈺 通訊員 吳思敏
「別看這白色粉末其貌不揚,卻珍貴得很。」8月30日,在位于澄邁縣老城鎮高新技術產業示範區的海南中橡科技有限公司(以下簡稱中橡科技)實驗室中,該公司研發部副部長張毅超拿著一瓶白色粉末鄭重介紹,「它雖『脫胎』於廢水,卻是不折不扣的寶貝,能應用於保健品製作、藥物研發等尖端領域,科研價值和市場價值極高。」
這種神奇的粉末叫作白堅木皮醇,由中橡科技從雲南省熱帶作物科學研究所(以下簡稱雲南熱作所)引進專利技術,並歷經近2年研發,成功在我省從橡膠工業生產廢水中提取而來。
白堅木皮醇是什麼?它有什麼作用?為何極具價值?帶著這些問題,海南日報記者採訪了相關專家和企業。
它是什麼? 乳清中隱藏的寶貝
對於大眾而言,白堅木皮醇的名號有些陌生,但在學界它卻是大名鼎鼎的熱門研究對象。
「白堅木皮醇最早發現於南美洲的白堅木樹中,因此得名。儘管很多植物中都含有,但天然橡膠膠乳中含有豐富的白堅木皮醇,是目前最具工業化價值的白堅木皮醇來源。」雲南熱作所副研究員姜士寬介紹,早在上世紀30年代,國外的學者就開始關注到這一物質,並圍繞其進行大量科研工作。
學者通過研究發現,白堅木皮醇是一種左旋的天然手性化合物,可作為手性源被合成各種光學活性藥物,用於抗生素、抗氧化、酶抑制劑、抑制血管增生,以及糖尿病和愛滋病等病症的治療。
擁有如此高的醫藥價值,白堅木皮醇的提取和利用便成為學界和相關產業極為關注的議題。「國內學者從上世紀80年代競相進入白堅木皮醇提取工藝的研究領域。」姜士寬介紹,過去研究人員採用色譜法提取白堅木皮醇,需要使用大量有機溶劑,成本高、產量低,不適合規模化生產。
自2007年以來,雲南熱作所組織人員投入白堅木皮醇提取相關課題的研究,並於2012年取得突破進展。「我們採用膜分離技術等手段突破傳統提取工藝的限制,降成本、提產量,首次開發出可規模化提取白堅木皮醇的工藝技術。且經過提煉後的乳清,各項指標均達到廢水排放指標,也為廢水處理提供新思路。」姜士寬介紹,雲南熱作所的研究成果於2015年和2016年分獲得中、美兩國的專利授權。
「過去,受限於提取工藝,天然橡膠在進行工業加工後,乳清一度作為廢水處理排放,其中的白堅木皮醇也一併被排放。」中橡科技副總經理白先權介紹,2018年,海南天然橡膠產業集團股份有限公司科技調研組在進行市場調研後,決定和雲南熱作所開展合作引進專利,並由中橡科技具體實施,在海南開展實驗。通過提取乳清中的白堅木皮醇,一方面能夠降低天然橡膠行業廢水處理成本,也使得天然橡膠產業鏈得以延長。
它如何提取? 克服差異合作探索
2018年,中橡科技成立了20餘人的專業項目研究團隊與雲南熱作所密切溝通合作,開啟白堅木皮醇提取試驗。然而,專利技術並非一「引」了之,在實際的研發過程中還需克服種種難題。
「雲南和海南兩地氣候、地理和水文環境等自然條件存在諸多差異,橡膠樹品系和生長環境不同,橡膠加工工藝也不盡相同。」白先權說,種種差異導致在雲南能夠奏效的加工流程,在海南並不理想。
此外實驗過程中,中橡科技研究人員發現,器皿容量限制、儀器設備差異、實驗條件不同等狀況層出不窮,也對實驗穩定性造成了影響。
「我們和中橡科技共同搭建了實驗平臺,根據海南本地橡膠乳清的特點,雙方科研人員對實驗工藝進行調整、優化,並針對性更新設備等,最終成功提取出白堅木皮醇。」姜士寬介紹。
將制膠廢棄的乳清利用膜分離技術進行濃縮,再採用結晶法提純……不斷實驗、不斷重來,雙方科研人員想方設法克服客觀不利因素影響,優化每一個微小細節,通過近2年的反覆實驗和摸索,於2019年從200公斤橡膠乳清中提取出100克白堅木皮醇,又於今年從800公斤橡膠乳清中高度提取出了880克白堅木皮醇。
「通常實驗室內提取的白堅木皮醇以毫克為單位,單次能提取到幾克乃至十幾克已算是較大的提取規模。」姜士寬認為,這兩次的提取結果說明中橡科技成功掌握了提取技術,具有下一步探索規模提取的可能性。而掌握提取技術是下一步產品開發的基礎,在企業的轉型升級中才能快人一步。
它意義何在? 為產業增添附加值
對於企業和科研機構而言,從橡膠乳清中成功提取出白堅木皮醇,並非研發的終點。
「今年我們計劃進一步提升提取工藝,在縮短提純時間、提高提取效率等方面發力。」張毅超介紹,白堅木皮醇的提取,能夠進一步增添產業附加值和「含金量」。
「此外,白堅木皮醇本身的價值還有待於進一步的研發和利用,提取成功並不能完全發揮其經濟效益,還需要在生化、醫藥等領域進行探索,進一步推進產品開發工作。」姜士寬說。
「目前我們正和相關科研院校合作,探索白堅木皮醇在生化、保健、醫療領域的應用。」白先權表示,目前,中橡科技已與雲南熱作所、瀋陽藥科大學等多個院校和科研機構合作,探索白堅木皮醇在保健品、藥品以及護膚品等多個領域的應用前景,進一步延長天然橡膠產業鏈,推動產業由勞動密集型向科技密集型發展。
(海南日報金江8月31日電)