玉米芯里挖出的宝

玉米芯里挖出的宝
作者：暂无
来源：《科学之友》 2014年第9期
他通过多年努力，成功地将农业废料玉米芯制备成为极具经济价值的食品添加剂——低聚
木糖。

不但实现变废为宝，并且打破了国外企业对这项技术的垄断。

他就是中国农业大学李里
特教授。

他的创新成果叫玉米芯酶法制备低聚木糖。

供稿|《创新改变生活》图书
李里特
中国农业大学教授，通过多年努力，成功地将农业废料玉米芯制备成为极具经济价值的食
品添加剂“低聚木糖”，打破了国外对该项技术的垄断。

他与公司合作生产低聚木糖，成为世
界上第一大低聚木糖生产商，获得国家技术发明二等奖。

变废为宝的玉米芯
了解玉米的人一般都认为，籽粒脱落后的玉米芯通常没有什么用处，不是当成垃圾处理，
就是当作柴火烧掉，利用价值微乎其微。

然而，应用现代生物技术，可以从玉米芯中取出高附
加值的“宝贝”。

玉米棒子脱粒以后剩下的芯，在过去这个只能作为燃烧材料，农民烧炕或者是做饭燃烧。

现在农民锅灶也改造了，炕也没有了，玉米芯做燃料也就下岗没用了。

但玉米芯是一种非常可
贵的资源，从中可以制备低聚木糖，从而提高附加值，避免资源浪费的同时又为我们创造了财富。

低聚木糖又叫木寡糖，是由 2 ~ 7个木糖分子结合而成。

由于其具有极好的双岐杆菌增殖
活性，每天只需摄入少量就有较明显的保健效果。

而且，食用低聚木糖不会使血糖中的葡萄糖
水平上升，所以在诸多功能性低聚糖中被学界公认为功能性最优，可广泛应用于食品、饮料、饲料、医药等领域中。

低聚木糖的以上功能在3个实验中得到证实，国外专家对50岁、40岁、30岁的人分别进
行实验，一开始按照现有的饮食结构吃，测出肠道里的有益菌占8%~9%；然后在饮食中加低聚
木糖，吃两周以后，有益菌在整个菌群里边所占的比例马上增长到37%。

几周之后再停，停了
以后继续观察，发现有益菌又下降到8%了。

这个科学的实验证明，低聚木糖属于功能性糖。

有益长寿的低聚木糖
李里特为什么要研制低聚木糖？他发现，人的寿命是由人的各个器官细胞的寿命所决定的。

为什么人的寿命最长是120年，而老鼠的寿命只有3年？现代科学发现，这与细胞受损以后自
身的再生的次数有关。

人的细胞也不是无限再生的，可能一辈子也只有50~70次的复制代谢。

像老鼠就只有10次复制代谢。

细胞受损后有修复能力，但每受损一次，修复能力就少一次。

现代科学发现，肠内的微生态状况是让受损细胞产生毒素的一个根源。

如何减少细胞受损的概率？如何减少肠内毒素？如何优化微生态状况？这成为李里特的研究目标。

微生物突然改变了食物结构以后，容易引起腐败菌，导致对人体有害的细菌大量生殖。

原
来对人体好的有益菌就会受到抑制，有害菌就会产生各种各样的毒素，进入到人的血液里，进
而攻击人的各个器官、细胞或者是降低人体免疫力。

现在人们提倡健康的饮食方式，多吃膳食纤维即粗一点的食物，如全谷物食物，但吃的太
粗又难以下咽。

那怎么办呢？有一个很好的办法，就是将功能性糖类少量地添加到食物中，既
不影响食物的口感，又能够在肠胃里增加有益菌的生殖，从而抑制毒素的产生。

现在的低聚糖种类有七八种之多，研究人员发现低聚木糖是其中效果最好的一种，每天吃0.7 g就能达到显著的效果，而要达到同样的效果，低聚麦芽糖要吃15 g。

所以，低聚木糖现
在被视作是最好的、应用起来较方便的一种功能性低聚糖。

日本进口玉米芯激发研究
从20世纪60年代起，低聚木糖的制备就成为世界各国研发的热点，可是几十年过去了，
世界各国的科研机构几乎都以失败告终。

很多情况是，在实验中可以提取出少量低聚木糖，但是都无法进行产业化大规模生产。

而
在10多年前，李里特教授偶然听到的一个消息，让他下定决心也加入到这项极为艰难的研究中。

“低聚木糖刚开发出来的时候，只有一个叫三得利的日本公司能产业化生产。

实际上早在20世纪60年代，世界上很多研究室都在进行研究，解决选择这个微生物的酶，但直到1989年才解
决了，而且是三得利公司独家生产。

它既不发表论文也不申请专利，实施技术封锁，保持秘方，所以卖得很贵，1 t 即售48万元人民币。

当时，山东好多地方都出口玉米芯到日本。

”
回国以后，李里特就决心突破日本的技术封锁，拥有中国的低聚木糖技术和产业，让中国
的玉米芯不再成为日本人生产低聚木糖的原料。

开启玉米芯宝藏的钥匙
制备低聚木糖的原理并不复杂，但是经历了几十年的努力，为何全世界只有一家公司解决
了生产的问题，制备低聚木糖为何就这么困难呢？制备低聚木糖的原料就是玉米芯的主要成分
之一——半纤维素，它就像一条有木糖组成的项链，很难被降解。

为了降解它，必须使用一种
特殊的酶，这种酶可以像剪刀一样，把项链剪成一小段一小段的，也就是低聚木糖，所以酶是
整个反应过程的关键所在。

这个酶需要在微生物里边筛选，筛选的过程非常得难，另外它的专
一性要好，要把这里边的半纤维素全部降解了，像水解一样，降解为木糖。

20世纪八九十年代，只有日本的三得利公司拥有这项技术，而且出于企业经营的需要，这
项技术一直处于保密封锁的状态，那李里特是如何找到这种酶的呢？
为了找到合适的酶，李里特几百份几千份地寻找，不管自己到哪出差或开会，都会到地里
或哪儿刨点玉米拿去做化验、实验。

功夫不负有心人，几年时间过去，李里特终于发现了一个菌，在这方面的效果非常好，叫做SP86。

恰逢当时山东省有一个公司找李里特，这个公司在当地有玉米芯，正好要建一个厂，双方
一拍即合，就开始了这个项目。

解决产业化的问题
李里特带领的团队经过多年的努力，终于找到了可以制备低聚木糖的酶。

于此同时，企业
的参与合作，又为这个项目的产业化创造了必要的条件。

但是仍然有一个很大的问题摆在李里
特面前，因为在实验室做实验往往是在一个极佳的环境内进行的，是不计成本的，而工业化大
生产需要严格控制成本，要有稳定的产量和质量保证。

也就是说，实验室成功距离产业化成功
还有很长的距离。

一开始就遇到了产品出成品率低的问题。

半纤维素很难降解，正因为降解不了它，就需要
各种技术去诱导，把原来发现的酶提高了25倍以后，才投入生产，才有可能去应用。

经过多年的努力，在李里特与山东龙力公司科技人员的共同努力下，建成了国内首家从酶制剂生产、酶
反应、原料处理到低聚木糖的浓缩和精制的生产线，形成了年产低聚木糖10 000 t的工业化、规模化生产能力。

玉米芯酶法制备低聚木糖项目最终成功实现产业化。

目前，龙力公司的低聚木糖制备技术已达到国际先进水平，而且其低聚木糖生产量已经超
过日本三得利公司，成为世界上第一大低聚木糖生产商。

多年的技术研发，使李里特多次获得省部级的各种奖项，特别是获得国家技术发明二等奖。

随着技术的革新，生产低聚木糖后的玉米芯废渣，已经可以被再次利用进行其他产品的生产，
形成了绿色循环的经济产业链。

专家点评
我发现有的企业，它对于某一产品的宣传还是很客观的，但是对一个消费者来说是不够的，比如说我们的益生元有多少种，每一种是怎么个情况，它的吸收利用率，它的作用及适宜范围等。

很多我都不知道，因为没有企业来宣传。

我觉得李教授的这个创新非常好，但是要加强宣传，注重宣传的方式方法。

（泰山天使创业基金合伙人杨继）
前几年我们发改委的公共营养中心有几个单位，发动了一个全民性的活动，就是推动低聚
糖类食品的行动。

由于生活条件的改善，现在食物极大丰富，但是我们国家的消费者普遍营养健康知识不足，再加上饮食习惯不科学，所以造成了很多问题。

比如慢性疾病发展很快，肠胃
道的问题也比较突出。

所以发展低聚糖类和益生菌，可以很好地改善人体肠道，改善人体微生
态的环境。

（国家发改委公众营养与发展中心于小冬主任）。