纤维素的税收分类编码查询(发票商品编码查询)

摘要：生物质的洁净转化和综合利用是人类可持续发展的重要保证，是绿色化学研究领编码域的一项基础性、前瞻性课题。本文对酶生物催化技术作了简单介绍，阐述了酶是生物质转化的促进剂这一基本观点。并从四个方面说明了生物质的综合利用的成果和进展，指出具有光辉前景的生物质时代必将使自然界焕然一新！

关键词：生物质 酶催化技术 洁净转化 综合利用 可持续发展

长期以来，科学家不断摸索生物质转化的各项技术，探求其中的奥秘。早期的产品有通过生物质转化生产的酒精、乙酸、柠檬酸等，以后逐渐渗入到制药、食品添加剂、化工原料等各个领域。尤其近几年来，由于酶生物催化技术的突飞猛进，给生物质的洁净转化和综合利用带来了光明前景，取得了一系列新的突破。

酶催化技术——生物质转化的促进剂

人类利用酶以生物质为原料制造所需物质已有悠久的历史。大约在5000年前，我国人民就已掌握制饴、酿酒、造醋等技术。20世纪初，人类利用微生物发酵技术生产出青霉素与链霉素等抗生素药物，用来发票预防与治疗传染病，在延长人类的平均寿命上起着重要作用。

酶生物技术转化法是将生物质降解为葡萄糖，然后转化为各种化学品，在转化过程中酶起关键作用。比如淀粉和纤维素水解成葡萄糖分别需要在淀粉酶和纤维素酶的作用下才能顺利进行，而葡萄糖的进一步转化依赖的是各种微生物，微生物将其摄入细胞内，在细胞内酶的作用下转化为我们所需要的各种化学产品。

酶在生物质的转化中商品充当催化剂的作用，只是它比普通化学催化剂要复杂得多，它们是存在于生物细胞中的特殊蛋白质，生物体内的一切化学反应几乎都是在酶催化下进行的。酶与普通催化剂相比，具有以下特点：（l）高效性。普通催化剂对化学反应加速一般是l04－l05倍，而酶催化剂对反应加速通常是l09一1查询010倍。（2）专一性。普通催分类化剂往往对同一类型反应都有催化作用，而酶只选择催化某种反应并获得特定的产物。（3）反应条件温和。酶催化反应不像一般催化剂需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件，在常温、常压下就可进行。（4）多样性。目前已发现的酶有2500多种，且有2万多种具有催化作用的微生物，几乎能催化所有的化学反应。

由于酶催化技术是生物质转化的促进剂，世界各国很多科学家致力于这方面的研究，取得了可喜的进展。如2000年度荣获“美国总统绿色化学挑战奖”的学术奖的华裔翁启惠教授，在酶催化有机合成领域做出了开创性的工作，他主持的研究室针对抗药性问题成功研发出一种新型抗生素，这种新的抗生素既可阻止细菌合成蛋白质，又可抑制引起抗药性的酵素。他的研究为酶催化工业奠定了坚实的基础，开辟了一个绿色合成的崭新领域，这些成果对制药工业和精细化工具有非凡的意义。

另一个例子是2001年“美国总统绿色化学挑战奖”变更合成线路奖的成果，诺维信公司开发的酶催化处理棉织物的加工工艺是用经济、环保工艺替代在纺织工业中普遍使用的化学制剂的一项创举。此次获奖的酶法加工工艺被称为“生物精炼”，可减少对环境的损害，在并不损害棉纤维的同时节约了水和能源。传统工艺中，在高温条件下用氢氧化钠去除杂质时会损伤部分纤维，而用酶代替氢氧化钠可以完成同样的工作但不损伤纤维。因为生物精炼工艺比传统精炼工艺中使用的化学制剂和漂洗步骤更少，纺织厂因此可减少30-50%的用水量。通过工厂试验证明，与传统氢氧化钠加工工艺相比较，生物精炼可降低污染40%。

目前，酶生物技术的难点之一是：纤维素是由高分子聚合而成的超分子聚合物，它的性质不仅与其化学组成有关，还与其空间立体结构有关，如何寻找到高效的酶催化材料，这种酶可以高效地把绝大部分淀粉或纤维素很快转化为酒精。如果这种设想能够成功，我们就不仅可以把稻米中的淀粉转化为酒精，而且可以把麦秸、稻秆等原来被当作燃料烧掉的废弃物转化为酒精，进而转化为能源。

今天，利用酶生物技术制造的药物、生物农药、调味品、特殊化学品、生化试剂在品种上已达数万种，但规模一般较小，据统计以生物质为原料生产的化学品数量还不足化学品年生产总量的2％。作为可再生资源的利用，生物质只有在能够完全代替石油、天然气、煤等矿物质资源，用于大规模制造各种燃料和有机化工原料时，才算是真正意义上的应用成功。

2．生物质为合成新产品提供丰富的原料

目前，随着人类对生物质结构的不断认识，利用生物质合成有机化学物质已初见成效，当然通过生物质的转化技术为化学合成提供像乙烯、甲醇、苯那样的基础化工原料还需要人们持续不断地努力，可能要花费较长的时间，但比较成功的例子还是有的：

Du Pont公司和Genecer公司经多年的合作开发，以谷物制造的葡萄糖为原料，采用生物技术合成1,3-丙三醇，目前已接近成功。目前由Du Pont和 Genecer合资的聚合物公司，正在建设几十万吨级的PDO(1,3-丙三醇)生产工厂。估计生物技术路线的生产成本略低于现有石油化工技术路线。采用生物技术路线生产PDO的商业化成功，也许是生物技术路线发展道路上新的里程碑。

　　再如美国Michigan州立大学的J．W．Frost和K．M．Draths开发出了生产己二酸的生物技术路线。新工艺以由淀粉和纤维素制取的葡萄糖为原料，利用经DNA重组技术改进的细菌，将葡萄糖转化为己二烯二酸，然后在催化剂的作用下加氢制备已二酸。新工艺不仅利用可再生生物质资源，而且过程安全、可靠、效率高，因此是先进的绿色化学技术。生物技术路线制造已二酸，被认为是采用可再生生物质资源代替矿物质石油资源制造化学品，实现反应过程无毒、无害、无污染的典型实例。两位科学家也因这一突出的成果而荣获了1998年“美国总统绿色化学挑战奖”的学术奖。

其它的例子还有：1998年美国阿尔贡国立实验室完成的一项研究而获得“美国总统绿色化学挑战奖”变更溶剂/反应条件奖，他们研究发明了利用玉米发酵以较低成本生产环境调和型溶剂——乳酸乙酯的方法。1999年的“美国总统绿色化学挑战奖”小企业奖授予BioIine公司，则是奖励其开发了一种将廉价的废弃纤维素转化为乙酰丙酮及其衍生产品的新技术，比目前的生产方法便宜10倍。乙酰丙酮是生产重要化工产品的关键中间体，科学家再将乙酰丙酮加工，制造出各种化学用品，包括更环保的汽车燃料。这方法可以帮助处理生产纸张所制造出来的废物。

多年来，人们一直在寻找经济有效的方法来化学合成丙二醇，现在研究终于有了突破，科学家用遗传科学工程技术测定并分离出控制生产大肠杆菌的遗传物质（DNA）的组成成分，并对DNA进行控制得到了一种新的大肠杆菌，这种新的大肠杆菌“非常喜欢”吃玉米，并且具有把玉米转变为丙二醇的能力。这项生物技术的突破性成果，打开了低成本、无环境污染的大规模生物合成丙二醇的大门，今天我们的服装很多都是从石油和煤炭当中提炼出来的，但是将来我们的衣服可能是用玉米来做的，这些衣服可以循环使用。

　　这些生物合成方法，不仅原料可再生，而且生产过程中避免了有毒有害物纤维素质的使用，同时产品也往往对环境更友好。因此采用生物质资源代替矿物质石油原料合成有机化学品，已成为绿色化学的重要内容之一。

物质代替矿物质石油作为能源

从资源和能源的利用来看，自20世纪中叶以来的时代无疑是石油的时代，但据估计石油资源仅能再使用50年左右。石油时代之后将是什么时代？ 10年前对这一问题的回答，人们还是众说纷纭，莫衷一是，天然气时代、煤时代、太阳能时代、海洋资源时代，等等。今天，酶催化技术和绿色化学技术突飞猛进的发展，人们终于可以清楚地认识到代替石油的将会是那些曾不太被人注意的农作物残秆的（如麦秸和稻草）、木材加工废料以及城市有机废弃物等生物质！

生物质可以作为未来的能源，是因为通过光合作用，使太阳能转化为生物可利用的如淀粉、纤维素那样的贮藏编码能源，再采用生物技术使光合作用产物转化为乙醇、甲醇、甲烷、氢气等能源。利用发酵技术生产的乙醇曾经在历史上占有很大的市场份额，但传统的发酵工艺，以谷物为原料，成本高，且利用率低，能耗很大，因此传统方法生产的乙醇在总成本上高于石油化工生产的产品，推广受到限制。

乙醇可以代替汽油作为燃料，目前的技术已经基本成熟。但要想将乙醇大规模用于机动车燃料还必须降低成本。降低成本的办法有二，其一是利用基因工程改进酵母的性能以提高过程效率，其二是采用更为廉价的纤维素原料。近年来采用遗传工程技术使乙醇的发酵生产直接采用以淀粉、纤维素为原料；采用固定化酶生产的连续化工艺；采用高性能转化率的高效生产菌种等，均使乙醇生产的水平有了进一步的提高。如日本三得利公司把从酶菌中分离得到的葡萄糖淀粉酶基因克隆到酵母中，可直接发酵生产酒精，省去了淀粉原料蒸煮糊化的传统工序及蒸煮物冷却设备，可减少60％的能耗。一些发达国家均在开发和利用固定化酵母细胞连续发酵工艺，并培育出适宜在连续发酵苛刻条件下的固定化酵母，使生产效率比间歇式生产工艺数倍、数十倍地得到提高。根据最新报道，美国一家公司已开发成功以廉价的农业和林业废弃物为原料的制造酒精新工艺，年产几十万吨的工厂正在筹建之中。目前在美国，酒精燃料已经进入实用化阶段，只要在税收政策上适当给予优惠，就可以大规模用作汽车燃料。

将木材等生物资源直接加工成石油的研究最近也取得了重要进展。美国俄勒冈州建成以木材为原料加工原油装置，每吨木材可产出300Kg木质石油。英国建成一套采用液化技术的装置，每吨木材可产出 240kg木质石油、 160Kg沥青和 159kg气态物质，木质石油的成分与中东地区生产的原油相近。

用生物质制高效化肥

有关统计表明，中国的耕地面积只有美国的一半，而化肥的使用量是美国的两倍，也就是中国每亩土地使用化肥的数量是美国的四倍。由于长期大量使用化肥，中国土地中的营养成分，也就是天然有机质含量，在建国初期占土壤的7％，现在已经下降到目前的3％到4％。这就是说，中国土地的肥力已经平均下降了近一半，有的地方已经下降到2％，接近下降三倍多了。众所周知，化肥使用越多，土地就会发生板结，失去天然肥性，对化肥的依赖性越来越强；一旦不施化肥，粮食高产就无法保证。所以，对土地而言，施化肥有点像毒品，它短时间内可以促进高产，但长期施化肥就产生依赖，就会对自身造成不可挽回的损害，最终诱发土地的荒漠化。

中国科技大学的朱清时院士在谈到这一状况时说：粪便还田是整个人类在过去长时期与自然界保持税收友好、平衡关系的生活方式之一。但人类200多年来的生活方式逐渐使这种均衡遭到破坏税收，例如抽水马桶等各种卫生设施的使用，以及对马牛羊等粪便向河湖中的排放，不但对环境造成极大污染，也导致了江河湖海日趋发票严重的富营养化；另外，粪便不还田，土壤中的养分得不到补充，就无法使作物获得持续的、足够的营养补给，循环就会逐渐趋于终止。

粪便还田是一个老话题，但又是一个新话题，说它老是因为在人类的历史长河上，这种施肥方式存在时间非常长，远远超过化肥的使用时间；新是因为现在研究的“粪便还田”课题不是要人类返朴归真，重新使用“担粪施肥”古老的方法。而是一种创新，是一种高新技术，即采用酶催化技术使城市的生活污水净化，把污水中有肥性的成分浓缩成高效肥料。目前，生活污水的净化分类已经能做到，但如何使商品人蓄粪便浓缩成高效肥料还无法突破。这项工作对人类未来的生存关系极大。

生物质的洁净转化和综合利用是绿色化学的一项基础性、前瞻性课题，它涉及到化学、结构化学、催化、酶生物学等等领域最基础的问题，同时也涉及到物理化学，由于目前在这一领域的研究工作才刚刚开始，人类对生物质的结构、组成和性质的认识还不够具体，科学家们在研究中大量依赖纤维素电子显微镜、扫描隧道显微镜、光钳等高新技术手段，试图寻求突破。我们坚信，生物质的转化成功必将会使人类自然界焕然一新，人类的可持续发查询展必将获得保证！

参考文献：

朱宪 《绿色化学工艺》.北京：化学工业出版社，2001，p 204

邓立新 “的总统绿色化学挑战奖”获奖成果简介.化学教学.2001,11:23-24

邓立新等 2001年美国总统绿色化学挑战奖.化学教学.2002,4：27－28