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【中國教育報】孫寶國:“香料院士”的科研密碼

       中國是最早使用食品香料的國家之一,花椒、大料、桂皮等中國傳統(tǒng)香料的使用有幾千年歷史。然而,上個世紀(jì)90年代以前,我國食品加工業(yè)所需的關(guān)鍵肉味香料卻完全依賴國外生產(chǎn),有的進(jìn)口價高達(dá)每公斤十余萬元,與當(dāng)時黃金的價格相當(dāng)。

打破這一尷尬局面的人叫孫寶國。由孫寶國負(fù)責(zé)研制的含硫食品香料和咸味食品香精,不僅打破了國外大公司的壟斷,每年為中國香料香精企業(yè)創(chuàng)造幾十億的產(chǎn)值,而且還出口到國外,使我國一躍成為國際上重要的食品香料和咸味食品香精生產(chǎn)國。2009年,孫寶國成為中國工程院環(huán)境與輕紡工程學(xué)部最年輕的院士。他是目前我國食品行業(yè)僅有的兩個院士之一,同時也是在一所地方本科院校——北京工商大學(xué)“土生土長”的院士。

    孫寶國“香”在哪里呢?

    突然有一天,孫寶國走在同事中間,同事們紛紛問:“誰吃火腿腸了?”他猛然意識到,實驗成功了!

   由臭變香的“孫寶國味兒”

上世紀(jì)80年代,制約我國方便食品、肉制品、仿肉制品、速凍食品、膨化食品、調(diào)味品等咸味食品發(fā)展的關(guān)鍵問題,是缺少代號為“030”(2-甲基-3-巰基呋喃)和“719”(甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚)的肉味食品香料。它們最初是從畜禽肉中發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵肉香味物質(zhì),美國國際香料公司在上世紀(jì)70年代合成并率先實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn),賣價奇高,我國進(jìn)口價每公斤曾分別高達(dá)9萬元和14萬元,后者跟當(dāng)時黃金的價格差不多。通過控制關(guān)鍵香料的品種、技術(shù)來保持其領(lǐng)先地位并獲得壟斷利潤,是世界香料大公司的普遍做法。解決食品企業(yè)不得不從國外購買高價“030”和“719”的困境,成為當(dāng)時輕工領(lǐng)域香料研制的重點,并且列入了國家“七五”攻關(guān)項目。

1984年從北京輕工業(yè)學(xué)院(北京工商大學(xué)的前身)畢業(yè)留校的孫寶國,學(xué)的就是精細(xì)化工專業(yè)。面對國外大公司的壟斷,孫寶國暗下決心,要研制出中國自己的香料。1986年讀研究生后,孫寶國確定了香料研究的主攻方向,把研制“030作為自己碩士論文的選題,并于19877月開始實驗。

要成功合成這兩種香料必須突破低溫反應(yīng)、中間體聚合等多個關(guān)鍵技術(shù),而當(dāng)時中國的合成香料技術(shù)還比較落后。孫寶國的研究相當(dāng)于從零開始。

孫寶國告訴記者:“我一開始也不知道怎么做,兩眼一抹黑。我只能沒白沒黑地在實驗室做實驗。下班時間到了,學(xué)校化工樓要關(guān)門,但實驗還沒做完,我就不能停,如果停了,這個實驗就廢了,我只得堅持做完。當(dāng)實驗做完以后,化工樓早就關(guān)門了,我只能從廁所窗戶里爬出來。窗臺原來布滿灰塵,爬來爬去,最后都被我爬得發(fā)亮了。”

030”中間體合成要在零下20度反應(yīng),如何達(dá)到那么低的溫度成為當(dāng)時的第一難題。因為,我們國家那時還沒有小的制冷機(jī)。實驗條件的簡陋并沒有阻礙孫寶國做實驗的熱情。轉(zhuǎn)眼暑去寒來,一天,紛飛的大雪讓他忽然靈機(jī)一動:用冰鹽就能達(dá)到零下20多度,工作溫度可以達(dá)到零下10度。于是,孫寶國開始每天想辦法凍冰,結(jié)果實驗室陽臺上擺的全是孫寶國用新買的盆盛上水凍的冰。他用最土的辦法解決了當(dāng)時科研中最艱難的問題。

    香料的研制是一個極其復(fù)雜的過程。孫寶國在實驗中用到的多是含硫有機(jī)物,臭味兒特別大。孫寶國做實驗第一就要忍受這個味兒,再臭他也要在實驗室里做。天長日久,孫寶國走到哪里身上都會帶著一股臭味兒,同事們習(xí)以為常了,管那叫“孫寶國味兒”。有一次,正是因為這股“孫寶國味兒”,他竟然被乘客從公交車上轟了下來。

孫寶國年復(fù)一年、日復(fù)一日地忍受著惡臭的危害,苦苦尋找著“030”化學(xué)合成的關(guān)鍵所在。

19895月,離研究生畢業(yè)還有兩個月。突然有一天,孫寶國走在同事中間,同事們紛紛問:“唉,誰吃火腿腸了?誰吃火腿腸了?”他猛然意識到,自己身上的“孫寶國味兒”變了,變成火腿腸味了。實驗成功了!

年輕的孫寶國一舉攻克下代號“030”的香料合成技術(shù),完成了國家“七五”攻關(guān)項目中的一項。一位中國研究生完成了復(fù)雜的香料研制,打破了國外大公司的壟斷,讓價比黃金的香料走入了尋常百姓家,整個香料界都為之震驚。

在化學(xué)實驗的過程中,看似簡單的兩步卻要經(jīng)過成千上萬次的反復(fù)嘗試。

   一定要把“719”做出來

攻克“030”合成技術(shù)的成功,并沒有讓孫寶國完全沉浸在成功的喜悅當(dāng)中,在他的心里深埋著一個遺憾,因為他沒有完成國家“七五”攻關(guān)項目中另外一個目標(biāo)香料“719”的研制。

孫寶國回憶說:“從合成原理上看,‘030’再往下走兩步就能夠到‘719’,但當(dāng)時實驗原料根本不夠。仔細(xì)一想,國家給了我們這樣重大的攻關(guān)任務(wù),卻有一個沒有完成,真是有點丟人。”使命感容不得他停下腳步,孫寶國說,當(dāng)時他只有一個念頭,一定要想辦法把“719”做出來。

在化學(xué)實驗的過程中,看似簡單的兩步卻要經(jīng)過成千上萬次的反復(fù)嘗試,稍有差池就會前功盡棄。在一次實驗中,孫寶國覺得沒有問題了,便出去吃飯,結(jié)果控制器恰在此時失靈。電壓不斷加壓不斷升溫,瓶子里10公斤的材料一下燒著了。等到孫寶國回來,整個實驗室全是黑的。這次失誤令孫寶國備受打擊。

孫寶國意識到科學(xué)的道路布滿荊棘,只有憑借頑強(qiáng)的意志才能戰(zhàn)勝困難。于是在教學(xué)科研之余,他又為自己增加了一項任務(wù):冬泳。孫寶國覺得做事情貴在堅持,如果能把冬泳堅持下來,就能把實驗堅持到底。最后,他把冬泳堅持下來了,而且堅持了3年。

懷著不成功絕不罷休的信念,孫寶國像著了魔一樣在實驗室里安了家。從早到晚無論寒暑,在他的世界里只有攻關(guān)項目。1991年,一封又一封加急電報被送到學(xué)校收發(fā)室,而電報的主人卻一無所知。原來孫寶國一心撲在實驗上,一個多月也沒給家里寫信、打電話,他父親一個人在家既想孩子也由于天熱,突發(fā)腦溢血。此時的孫寶國已經(jīng)不吃不喝地連續(xù)在實驗室里工作了10個小時。手握同事送來的6封加急電報,他才感到天塌下來了。

等到孫寶國和母親趕回老家,父親已經(jīng)處于昏迷狀態(tài),直到臨終也未能再說一句話。對此孫寶國心里充滿愧疚。他一時手足無措,不知該怎么辦。但當(dāng)想到母親經(jīng)常跟自己講忠孝不能兩全的話,他的心豁然開朗了,還得全力以赴去做實驗。匆匆料理完父親的后事,他立刻趕回學(xué)校,又一頭扎進(jìn)了實驗室。孫寶國下定決心,一定要把實驗做出國際水平,以告慰父親的在天之靈。

研制“719”最大的難度是合成路線。為了尋找合適的原料,孫寶國可謂踏破鐵鞋。其中有一種原料叫做二甲基二硫醚,當(dāng)時只有遼陽橡膠化工廠生產(chǎn)。美國就是用這個原料合成的。于是,孫寶國跑到遼陽。原料找到了,但是經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)這個路線不行,副反應(yīng)很多。

719”的研制出現(xiàn)了困難。孫寶國苦苦思索。一天,憑借全面的專業(yè)知識和觸類旁通的能力,他突然找到了靈感。原來,孫寶國當(dāng)時正在做一個咖啡香味香料的研究,它的化學(xué)結(jié)構(gòu)跟“719”有很多相似之處,咖啡香味香料的成功給了他啟示。孫寶國把咖啡香味香料的合成方法應(yīng)用到“719”上去,路一下子走通了。

1994年,價比黃金的香料“719研制成功了,中國關(guān)鍵肉味香料終于擺脫了依賴進(jìn)口的局面,15家相關(guān)的肉味香料企業(yè)應(yīng)運而生,建成了世界上最大的“030和“719生產(chǎn)裝置,使我國成為世界上兩個能夠生產(chǎn)此類高檔香料的國家之一和含硫香料生產(chǎn)大國。

    從早期含硫香料的研究,到后來的肉味香精,再到脂肪調(diào)控氧化的研究,都是沿著一個方向不斷地深入。

   做學(xué)問要把握學(xué)科的方向

孫寶國1961年出生于山東招遠(yuǎn)市霧云山下一個普通的農(nóng)民家庭,他祖上3代都是制造龍口粉絲的好手,著名的雙塔牌龍口粉絲就是他父親創(chuàng)出來的。但他卻對化工產(chǎn)生了濃厚的興趣。

19809月,當(dāng)了3年多山村中學(xué)民辦教師的孫寶國,考入了北京工商大學(xué)的前身北京輕工業(yè)學(xué)院,他的高考化學(xué)成績達(dá)到了98分的高分,被精細(xì)化工專業(yè)錄取。大二暑假期間,孫寶國和同學(xué)一起到天津的幾個香料香精廠參觀實習(xí),他對香料香精第一次有了感性認(rèn)識,覺得香料香精這個東西很神奇。懷著強(qiáng)烈的好奇心,孫寶國孜孜不倦地投入到學(xué)習(xí)和實驗中。他迷上了這個創(chuàng)造神奇的事業(yè)。

提到孫寶國的碩士研究課題,有一個小插曲。據(jù)孫寶國的研究生導(dǎo)師梁夢蘭回憶,那個課題當(dāng)時是上海香料所承擔(dān)的“七五”攻關(guān)項目的一部分,因?qū)嶒灇馕洞蟆⒒瘜W(xué)反應(yīng)步驟特別麻煩,他們不愿意做,就轉(zhuǎn)給了北京輕工業(yè)學(xué)院。孫寶國和兩位同學(xué)在導(dǎo)師們的帶領(lǐng)下,不僅接下了這塊難啃的“硬骨頭”,而且啃出了好滋味。

值得一提的是,當(dāng)時和孫寶國一起研究含硫化合物的另兩位同學(xué),后來都從事了其他工作,只有孫寶國沿著這條道路一直走了下來。說到這份堅持,梁夢蘭認(rèn)為這種執(zhí)著與信仰的堅毅,也體現(xiàn)了孫寶國敏銳的洞察力:“他所有的研究都是一脈相承的,從早期含硫香料的研究,到后來的肉味香精,再到脂肪調(diào)控氧化的研究,都是沿著一個方向不斷地深入。”

“他頭腦清醒,目標(biāo)明確,能抵抗誘惑,安守寂寞,所以,他能取得今天的成就我一點兒也不奇怪。”梁夢蘭這樣評價孫寶國過人的洞察力和把握時代趨勢的能力:“他能把握學(xué)科發(fā)展的方向,比如他研究的肉味香精課題,肉味香精講究的是‘味料同源’,也就是說用真正的肉來制取肉味香精,這和當(dāng)今世界追求自然健康食品的潮流是相符合的。他并非閉門造車,而是積極與世界保持聯(lián)系。”

作為項目負(fù)責(zé)人,孫寶國先后主持國家重點科技攻關(guān)項目7項,國家自然科學(xué)基金項目3項,省部級重點科技攻關(guān)項目6項,申請發(fā)明專利26項,填補(bǔ)了30多項國內(nèi)空白。1999年和2000年連續(xù)兩次獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎,2005年獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

獲得過眾多榮譽同時又身為學(xué)校副校長的孫寶國,始終保持著謙虛質(zhì)樸的本色。對于培養(yǎng)人才不遺余力,他不僅親自為本科生上課,還對所帶的研究生關(guān)懷備至。北京工商大學(xué)07應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究生張玉玉這樣描述她眼中的孫老師:“在我們剛?cè)雽W(xué)的時候,孫老師就和我們商量著為每個人制定了詳細(xì)的學(xué)習(xí)計劃,堅持定期與學(xué)生面談。他對我們說,做學(xué)術(shù)一定不能弄虛作假,還經(jīng)常給學(xué)生轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)的新聞以示警戒。”

我國食品工業(yè)已經(jīng)連續(xù)15年保持了超過20%的增長速度,2009年產(chǎn)值突破5萬億元,已成為我國第一大制造業(yè)。如果孫寶國愿意,他同樣可以像那些得益于自己的研究發(fā)明的許多企業(yè)家一樣,成為千萬富翁、億萬富翁。

孫寶國還在繼續(xù)他的香料研究。在食品行業(yè),老一些的科學(xué)家?guī)缀醵纪诵萘耍贻p的在國內(nèi)踏踏實實走下來而又出類拔萃的也就是以孫寶國為代表的幾個人。孫寶國深深知道,科學(xué)的道路是艱辛的,選擇了這條道路就意味著無私奉獻(xiàn)和甘于清貧。他更看重一個人對國家、對民族工業(yè)的責(zé)任。

中國教育報2010年3月22日第7版