刘泽寰：一位年轻科学家的“中国梦”

江镕

博士，研究员，博士导师，国家新世纪优秀人才支持计划获得者，现任暨南大学生命与健康研究院副院长，兼分子生物研究中心主任、澳门生命与环境科学技术协会副会长、广东启智生物科技有限公司首席科学家。

主持和参加了国家“973”计划、“863”计划、国家杰出青年基金、国家新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省科技攻关计划、广东省“千百十”工程等20多项课题；在国内外学术刊物上发表论文50余篇，其中SCI、EI收錄近40篇；并获得广东省自然科学一等奖。

如果说到名气，多年来，刘泽寰获奖无数，早已习惯了鲜花掌声。

如果说到利益，现状下，刘泽寰收入良好，完全做到了衣食无忧。

但是对于像刘泽寰这样的科学家来说，走别人没有走过的路，哪怕荆棘密布；做别人没有做过的事，即便困难重重，这是一种追求，也是一份责任；这是一种操守，也是一份情怀。

从儿时的理想到成年的夙愿，刘泽寰的心中始终孕育着一个梦，这是一个腾飞梦，这是一个富强梦，这是一个用自己的汗水和努力，用不断的钻研和创新，赶超强国、领先国际的“中国梦”。

倾心科技为梦想奠定鲜明底色

刘泽寰出生于书香门第，具有良好的家学渊源——曾祖父刘良曾是清末最后一代秀才，后留学日本士官学校，成为早期同盟会会员。父亲刘人怀为中国工程院机械与运载工程学部院士及中国工程院工程管理学部首批院士，曾相继担任暨南大学校长、教育部高校力学教学指导委员会主任、教育部科技委员会委员、战略指导委员会委员、广东省科协副主席、广东省政协历届委员联谊会名誉会长、广东省人民政府参事，是我国著名的科学家、教育家。

在家庭的熏陶下，刘泽寰从小便对科学研究表现出浓厚的兴趣和突出的专长，小学时他就参加了科技小组。在初一时，他发现自己对生物学尤为喜欢，又加入了上海市青少年生物协会，在老师的带领下开展科学实验，参加各种科技竞赛，夺得了许多奖项。

除了善于动手，刘泽寰还勤于思考，从14岁开始便在《小学科技》《中学科技》等青少年科普杂志上发表研究论文，并因此获得过我国著名科学家、教育家钱伟长先生的亲切关怀和殷切勉励。

“在那时，有一项课题给我留下了深刻的印象，那就是对于木质纤维素的利用，当时就属于世界级的难题。从少年时我就想能不能在这方面做点事情，可惜后来从本科到博士基本都转到有关基因的研究，但这个想法也成为我心中的一个执念。”刘泽寰笑着说。

1995年，刘泽寰自华侨大学生化与化工工程系毕业，以优异的成绩被保送到暨南大学遗传学专业攻读硕士学位。在此期间，他独立完成了“人酸性成纤维细胞生长因子（hAFGF）”的基因克隆和表达工作，此项技术后来作为国家一类基因工程新药“重组人酸性成纤维细胞生长因子”的核心技术，以人民币770万元转让给了医药企业，为学校的“产学研”工作做出了重要的贡献。

1998年，刘泽寰又考入了中山大学生化与分子生物专业攻读博士学位，协助导师开展国家杰出青年基金项目的研究工作。由于业务突出，他很快便被任命为课题组副组长，负责研究中国南方少数民族的人类白细胞抗原（HLA）基因的遗传多态性工作。为此，刘泽寰带领科研小组多次下到云南、贵州、广西、广东等边远山区的少数民族集居地收集样本，历经种种艰险，克服重重困难，终于快速建立起了十多个中国南方少数民族群体的基因资源库。这一工作的及时开展不但为课题的顺利进展奠定了基础，还及时保护了中华民族特有的基因资源。

2001年，博士学成毕业后，刘泽寰留校进入中山大学医药分子生物实验室从事教学科研工作。由于工作勤奋、成果突出，刘泽寰毕业当年便获得了“十五”期间“863”专项《中国人基因组SNP单倍型图谱构建及其开发应用》和广东省自然科学基金重点项目的资助，承担了研究人类HLA基因组区域单核苷酸多态性（SNPs）的分布和定位情况，发现了400多个全新的SNPs位点，并研究了这些SNPs位点潜在的功能和进化意义。

2003年，一场让人闻之色变的“非典”肆虐广东，刘泽寰临危受命，担负起“973”国家重点基础研究发展计划专项“SARS防治基础研究”中，探索SARS病人免疫应答机理的工作。

“在差不多10天时间里，我带领科研小组夜以继日地工作，从六七千份血液样本研究人的免疫系统对病毒的反应情况。因为那时已经知道这种病毒的高传染性，所以在实验室里大家都是一级戒备，穿着类似太空服的防护服。庆幸的是最后在没有一位人员感染的情况下，保质保量地完成了课题任务。当时由于任务紧急，不容多想，但是后来回想起来还是有些后怕的，万一有人发生感染，那就成为了严重的事故，真的没法交代呢。”

虽然自大学以后，在其他课题研究方面刘泽寰建树颇深、屡获佳绩，但在他心中却始终对木质纤维素的转化利用存有一份夙愿，终于在2004年，这份心愿达成了。这一年的12月，暨南大学发出邀请，希望由刘泽寰来负责筹建暨南大学分子生物研究中心。于是刘泽寰又拥有了一片崭新天地来大展拳脚。

发挥所长为梦想插上翱翔双翼

“自然界蕴含着丰富的木质纤维素，比如树枝、树叶、秸秆……光是在中国每年就有八九亿吨的产量，但是现在对这一物质的转化利用却是世界性的难题。

在农村，之前对于秸秆的处理大部分都是进行焚烧，对大气环境产生了严重影响，现在不允许焚烧了，残留的秸秆也是一项很大的麻烦。目前在对木质纤维素进行转化时，有几大难点，一是预处理，二是酶的协同作用，三是对降解后产生糖分的利用。”

刘泽寰说，因为天然的木质纤维素分子机构很稳定，很难被纤维素酶降解，所以必须首先对天然木质纤维素进行预处理，打破它们的分子结构。传统的预处理方法有酸法、碱法。

酸法可以有效地将半纤维素降解，但是无法将纤维素和木质素进行分离，而且酸会腐蚀设备，需要加碱中和而产生大量盐，增加了废水处理的负担。碱法可以破坏木质素，但无法将纤维素和半纤维素分离，而且会产生大量的黑液，造成环境污染，碱也难以回收利用。两种方法都存在问题。

而对于刘泽寰的团队来说，预处理则是他们的一个强项，他们首先尝试利用金属醇盐来进行预处理。这一方法既有碱法的优势，也包含有机溶剂的优势。而且因为降低了碱的浓度，所以可以减少环境压力，便于回收，在蒸发之后还可以反复利用。

自2005年开始，就该项技术，刘泽寰在国内外行业权威刊物上发表了多篇论文，得到了国际上的普遍认可。

“目前还有一项预处理技术是蒸汽爆破法，也就是用高温高压产生的水蒸气，先软化木质素，然后通过瞬间减压，产生爆碎作用，进一步破坏木质纤维素的内部结构。比起传统方式，这确实算是一个更先进的方法。”

听到这里，我本以为刘泽寰已经对蒸汽爆破法全然认可，没想到接着他又话锋一转。

“但是大家在实践中也很快发现，在高温高压的环境中，木质纤维素产生了很多有毒物质，使微生物很难生存，严重影响之后的酶解过程。我们猜测这同其中有氧气参与有关，所以就在国际上第一个尝试使用真空爆破的方式，在效率不变的前提下，能大量减少有毒物质的产生。但是将一项新方法投入应用也不是一件容易的事情，我们也一直在优化改进，希望能早日实现产业化。”

在酶的协同作用方面，最理想的状况就是能在自然界找到各种相互配合的酶，能高效完成酶解，但是这也始终是一个困扰科学界的问题。而且即便有效进行了酶解，在下一步糖分利用时，也存在无法充分利用的问题。因为木质纤维素的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，它们这三种物质降解之后，产生的糖也各不相同，如何把这多种糖分加以利用，也是一个复杂的过程。

所以刘泽寰便找到了发挥他专业所长的机会——培育一种微生物，通过改变基因结构，事先设计好它的代谢途径，提高对糖分的利用率。

在实践过程中，刘泽寰再次转换思路，2008年在国内率先提出了利用代谢工程技术原理解决纤维质燃料乙醇生物转化问题的新方法。构建了能够直接将纤维素分解、发酵成为乙醇的转基因酿酒酵母工程菌，建立了将纤维素制备成为燃料乙醇的“直接发酵法”新工艺，大大简化了纤维素转化成为燃料乙醇的操作过程，从而大幅降低了相关的能耗、制剂消耗和污染。为木质纤维素这一地球上最丰富的生物资源的有效开发利用探索一条新的途径。

“我们所做的就属于合成生物学的范畴，也就是让微生物变成工厂，低成本、高效率地将廉价的东西作为原料，转化成具有更高价值的新原料。现在全世界都依赖化石能源，但如果能利用绿色化工，实现从‘生物—生物的绿色循环，减少大量的碳排放，对于地球来说意义重大。”

造福社会为梦想铸就闪亮光辉

2009年，广州市大力推广垃圾分类，相关部门委托广东省科学技术协会面向全省公众进行有关宣传。在了解到广州市目前垃圾产生量及处理现状后，时任广东省科学技术协会副主席、广东省科普志愿者协会主席的刘人怀院士在震惊之余，心中也升腾起一份强烈的社会责任感，他很希望能发挥专长，为解决广州的垃圾存在现状，做些实实在在的事情。

刘院士马上开始着手打造一支团队，此时，他想到了自己的儿子刘泽寰，刘泽寰在基因方面和生物方面的专长，正是团队所需要的。

收到父亲的邀请后，刘泽寰立刻爽快地答应了。因为经过了解，他也深知對于湿垃圾、特别是厨余垃圾的处理，是一个困扰世界上很多国家的难题。

“国家兴亡，匹夫有责”，如果将目前自己的研究成果应用于湿垃圾的处理，是否能够起到事半功倍的效果？是否可以为难题的破解贡献一份力量呢？

“现在广州的垃圾产生量是每天24000吨，其中湿垃圾就占到了将近50%，产量之大，可想而知。湿垃圾中很大一部分又是厨余垃圾，它们的主要成分是碳水化合物、蛋白质和油脂。就现在的民间技术来说，只有油脂具有较高的回收价值，所以很多厨余垃圾的直接流向就是地沟油和‘垃圾猪。”

说实话，对于地沟油的危害，我此前多多少少有些耳闻，但此次听完刘泽寰的讲述，还是感到十分触“目”惊心。

刘泽寰说，通常黑心作坊处理地沟油的方式就是把一些块状的垃圾捞出来，将剩余的油脂放到大锅里熬，之后进行出售，又流回餐桌。除了能想象到的严重卫生问题之外，最可怕的是这些厨余垃圾腐烂之后很容易产生黄曲霉，这是国际公认的高致癌物，毒性比砒霜等常见的毒药都强很多倍，而且分子结构也非常稳定，一旦产生就很难分解。当黄曲霉随着地沟油摄入到人体内，就会富集到肝脏中，积聚到一定量，人就会出现肝硬化、肝癌。

而“垃圾猪”也是如此，对于黑心老板来说，它和地沟油往往属于两个相伴而生的产业。从地沟油中捞出块状的垃圾大部分都用来喂猪，这样黄曲霉就会富集在猪的体内，人吃了有毒的猪肉，也就间接摄取了毒素。所以厨余垃圾如不妥善处理，其对社会的危害非常巨大。

为了更加科学地处理厨余垃圾，刘泽寰和团队其他成员一起，使用联合生物加工技术，通过改变微生物的基因，首先培育出一种能高效处理油脂的菌种，再把垃圾进行特殊处理。

“和传统分离油脂的次序不同，我们先是把所有无机杂质筛选出来，然后把其余的物质全部打碎进行发酵，这样回收到的油脂率是最高的。因为菌种适当，所以发酵时间也仅仅需要三四十个小时，之后油脂就全部浮在液体表面。之后再通过高速离心机的处理，油、水、渣三项物质完全分离，就可以得到高纯度的油脂，直接作为航空燃料供飞机使用。而且我们的产品全程可追溯，随时可以知道产品的流向，确保使用途径安全可靠。”

当听说刘人怀、刘泽寰的团队可以使用新技术更环保、高效地处理垃圾之后，广州市政府也予以了大力支持，将此项研究作为院士领军项目，在黄埔区提供了一栋厂房，又帮助他们建立了一条日处理量为5吨的生产线。

“现在我们已经收到了来自德国的订单，要购买处理后的油脂作为航空燃料；香港知道消息后，也联系我们，希望提供技术支持帮助他们建立一家日处理量为100吨的处理中心，马上就签订合同；我们自己很快也会增大产能，在从化区和增城区分别建设一条日处理量为100万吨和50万吨的生产线，大概今年年底就可以投入使用。”

当谈到今后的设想，刘泽寰告诉我，高效分解油脂也是团队实现目标的第一步，接下来，他们还会提高厨余垃圾中蛋白质的利用率，把它们经过消杀、降解，做成氨基酸肥料和蛋白粉饲料。剩余的水和盐会做无害化处理，可循环利用，充分减少环境压力，实现绿色无污染。

而对于木质纤维素的高效转化利用，刘泽寰说他也将不遗余力地进行研究，如果有朝一日能大量地将每年产生的木质纤维素中的糖和乙醇加以利用，那么就可能改变国家的产业结构，改变高度依赖化石能源和粮食需要大量进口的现状，其深远影响，不可估量。

“有梦就有蓝天，相信就能看见。”历经30多年的苦心钻研，30多年的深耕细作，刘泽寰终于看到梦想一步步生根发芽、枝繁叶茂、硕果累累。

在采访过程中，我曾问刘泽寰，每一项成功背后经历了多少失败？刘泽寰说；“那太多了，数不过来，科学就是这样，在失败里一点点找到方向。”随即露出招牌式的开怀大笑，乐观与豁达，溢于言表。而这其中饱含的满足和喜悦，也注定是浅薄的快乐与浮夸的荣耀所无法比拟的。

很多事，不是因为有了希望才去坚持，而是因为坚持才有了希望！在未来，愿刘泽寰能依靠自己的坚持实现更多的希望，造福社会，泽被后世。