[2000-09-14] 科學改良樹木降低造紙成本 放大圖片
造紙流程。
讀書、看報紙、寫字，甚至送予朋友的賀卡等都離不開造紙，造紙術是中國古代四大發明之一。東漢時期，蔡倫便已發明了造紙術。現時，造紙業已經是世界十大重要工業之一。每年，造紙廠耗費總數十億美元消除木質素，自從九九年起，美國開始研製低木質素含量木材，採用基因方法減少樹木中木質素含量，會逐漸成為製紙漿主要來源，造紙成本降低了，紙價也隨之便宜了。
纖維素與木質素結不解緣
樹木在大自然的惡劣環境下成長，受盡風吹雨打，不如人類那般幸運，可以住在舒服的屋子裏避風寒。為了與惡劣環境作鬥爭，樹木具備其有利條件，樹榦異常堅實強壯，特別是含纖維素及木質素(LIGNIN)兩部分。值得一提的是: 僅僅植物才製造這兩種成份，人類不能夠製造，要靠吃水果、蔬菜等含高纖維的食物，補充消化與吸收的均衡營養。
纖維素是韌性極高的材料，所有植物的細胞外殼——細胞壁的重要成分，抗微生物腐蝕能力還很強。樹木長得越高大，就需要越多纖維素支持樹榦。木質素又是甚麼呢? 它穿梭於纖維素之間，如同膠水般結集纖維素，固定在穩定的位置，形成一束束纖維。
木質素低降低造紙成本
造紙的第一步是製紙漿。如果紙漿含太多木質素，影響纖維間的均勻度，製造出的紙質脆弱和不耐用，印刷及寫字時易穿破; 另外還令紙質易脫色，存放不久後會發黃。由於一般報紙、雜誌及印刷品或包裝盒等並非長期保留，所以在加工時沒有放化學品移除木質素，屬於低質紙張，如此一來，低製造成本符合生產的經濟效益。
將樹木轉換為紙漿是有毒化學程序，先削切木材成碎片，放入高溫及高壓水中煮，摻加了化學品如蘇打或硫酸，溶解纖維間的木質素，如此，纖維才可以分開，木材所含木質素量越高，所需化學品就越多。由於化學品不可以循環再用，尤其煮紙漿時，有毒蒸汽飛向空中，釀成酸雨，是嚴重的環境污染。
用基因轉換減少木質素
製紙漿過程中，摻加化學品的多少直接取決於木質素含量。很早，科學家已經找到證據: 樹木有賴樹醇來製造木質素，樹醇就是木質素的生產材料; 然而，樹木中還含有一種稱樹醛的物質，科學家卻並不清楚樹醛與樹醇間存在甚麼微妙聯繫。
欲減少樹木中的木質素，先需了解樹木如何生產木質素，才能針對問題對症下藥。直至一九九七年發現的一個重要基因，稱醛醇轉換基因(簡稱CAD)，可將樹醛轉換為樹醇，也就是木質素的生產材料。科學家終於找到了問題的關鍵所在，只有針對這個基因入手，才是減少木質素的好方法。
減少木質素有益樹木生長
為了消除樹醇，科學家用基因刪除法，利用反義基因方法完全抑制這個基因的活力，從而樹醛無法轉換為樹醇原料，也就無法製造木質素了。所刪除路徑只是樹木生產木質素路徑之一，並非唯一的，其他生產木質素途徑並未受影響，因此，這個方法僅僅減少製造了木質素，並非令植物無木質素!
改良的松樹直直高立於地面，改良後的木質素總量比原來的大約減少一半。因為樹木的拘束感放寬了，所以生長速度比普通樹木還快。美國的專家稱，以往設想過若缺乏木質素，樹木會不會無法支撐而倒下呢? 像人類及動物，缺乏骨骼支撐就無法站立。現在看來，減少木質素反而有益於樹木長高。
纖維素增加好處多
一般樹木中，木質素與纖維素所含比例為一比二，改良後的比例變為一比四，意味凓木質素減少了，纖維素增多了。同時，增多的纖維素又意味凓增添生產紙漿原料; 另外，在製造紙漿過程中，減少化學品移除木質素，等於減低製紙漿成本，減輕環境的污染情況。
測試結果還發現: 三成改良的楊樹高於普通樹木。研究員分析，樹木懂得把節省製造木質素的能量，用於生產更多纖維，有益生長，因此，樹木長得更高了。如此一來，種植這類樹木後，增加了紙漿供應，紓緩伐木業帶給環境的衝擊。
憑樹皮顏色區分造紙用樹木
白楊樹(ASPEN)含的纖維短粗，造出的紙張平滑均勻，是造紙常用木材。一般來說，樹木中含木質素多少，可直接從樹皮顏色一眼觀出。由於纖維素是深灰色，木質素是淺白色，正因為普通白楊樹含木質素多，才呈現出白色的樹榦。刪除木質素基因的白楊樹中，纖維素增多了，因此樹榦才呈現褐色。
憑顏色辨別樹木種類至少有兩大優點，第一，如果顏色相同，則無從分辨。欲想知道眼前樹木屬於哪一類，顏色分辨是最簡單方法，防止改良樹木與野生樹木混淆; 第二，從外觀分辨不同樹木品種，容易靈活種植不同類別的樹木。
新造紙樹木可防酸雨
據統計，平均十公斤的紙漿，會耗掉一公斤化學品除木質素，所釋放的二氧化硫、二氧化碳及氯仿又是導致溫室效應的主要氣體，令地球溫度反常，降落的酸雨還損害人類呼吸系統，長期以來困擾全人類。而普及教育及文化離不開紙張供應，需求程度更逐年增長。近年，砍伐樹木的情況已經遠遠超越植樹數目，大片熱帶雨林的樹木幾被砍光。因此，採用科學改良的樹木，可在短時間內補充紙漿; 減少在紙漿中加入化學品，更保護了環境，會是以後造紙大勢所趨。 新 源
（本文圖片摘自Comptons. com）
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