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中國是竹資源大國，竹子種類約占全球總量的50%，面積約占20%。近年來，中國竹產業得到迅速發展，2018年產值已達2 456億元。但是，產業發展不均衡，過于偏重材料利用，導致行業無序競爭、企業利潤率劇降等問題的凸顯。因此，如何順應我國制造業總體發展趨勢和要求，創新產業發展模式，引導竹產業由高速發展向高質量發展轉變，實現竹產業的轉型升級，成為業界亟待解決的問題。

竹資源化學利用是指通過化學加工的方法，利用竹子纖維素、半纖維素、木質素和內含物，生產各種產品。目前，竹資源化學利用總體規模小，主要以竹材加工剩余物、廢棄物為原料，完整的產業鏈尚未形成。隨著生態文明建設的大力推進和天然林保護工程的深入實施，竹資源化學利用和產業發展迎來新的發展機遇。本文在簡述竹資源化學利用現狀的基礎上，從全產業鏈和產業升級的角度，提出全竹化學利用的概念和模式，以供業界同行探討。

1  竹資源化學利用現狀

1.1  竹炭和竹醋

竹炭是一種以竹材為原料，經高溫無氧干餾制成的炭材料。竹炭質地堅硬，結構疏松多孔，具有很強的吸附能力。根據原料和形狀的不同，竹炭可分為筒炭、片炭、顆粒炭和粉末炭等。除用于燒烤、火鍋等燃料外，竹炭還具有凈化空氣、消除異味、吸濕防霉、抑菌驅蟲等作用，在化工、冶金、農業、水質和空氣凈化、食品等領域廣泛應用。燒制溫度是影響竹炭應用領域的重要因素，作為燃料，炭化溫度一般在400~500 ℃即可；用于吸附等用途，則需要更高的炭化溫度。基于降低原材料成本的考慮，目前竹炭主要以竹材加工剩余物為原料燒制，較少以竹竿直接燒制。

竹醋是燒制竹炭得到的一種液體副產物，有獨特的煙熏氣味，其化學組成非常復雜，主要成分是水、有機酸、酚類、酮類和醇類等物質。關于竹醋的用途，目前理論研究和小規模實驗的報道較多，主要包括農藥增效劑、土壤改良劑、液體肥料、飼料添加劑以及日化用品等領域，但實際進入產業化應用的較少。由于沒有大規模的應用途徑，目前企業收集竹醋較少，通常經二次燃燒后直接排放。

據統計，2018年我國竹炭產量約為25.52萬t，較2017年增長5.67%；產值約為8.84億元，較2017年增長5.87%。通常生產1 t竹炭，會產生0.8~1.0 t的竹醋，據此推算，若全部收集，竹醋的產量約為20萬~25萬t。

1.2  竹葉提取物

竹葉在中國具有悠久的藥用和食用歷史。《本草綱目》記載：苦竹葉具有明目、利九竅、治不睡、止消渴、解酒毒等作用。《中國中藥資源志要》收錄的藥用竹種有10屬31種。隨著對竹葉化學成分、生物活性及生理功能的深入研究，竹葉提取物的開發、利用逐漸興起。2011年竹葉抗氧化物被列入《食品添加劑使用標準(GB 2760—2011)》中，可在油脂、肉制品、火腿等食品生產中使用；2014年以毛環竹(Phyllostachysmeyeri)竹葉為原料的竹葉黃酮，被批準為新食品原料。

目前，竹葉提取物產業規模還相對較小，主要用于飲料等食品生產中，產品接受度基本局限于竹產區，但開發潛力很大。

1.3  竹汁飲料

李時珍在《本草綱目》中記載，“《金門記》云：‘五月五日午時有雨，急伐竹竿，中必有神水，瀝取為藥’；其味甘，寒，無毒；主治心腹積聚及蟲病，和獺肝為丸服。又飲之，消熱化痰，定驚安神。”。按現代科學觀點，竹竿中所謂的“神水”，其實是竹子的傷流液。研究表明，在竹傷流液中含有豐富的礦質元素、微量元素、多種維生素、多糖及氨基酸等。竹汁飲料即是以活竹中采集的傷流液為主要原料，配以竹葉提取物加工成的無酒精飲料。

目前，在廣西、浙江、云南等地，均有竹汁飲料生產企業，但多數企業的產品仍局限于產地附近或省內銷售，市場尚待拓展；企業規模較小，年銷售額通常在千萬元水平，個別企業達到億元。

1.4  竹筒酒/鮮竹酒

竹筒酒/鮮竹酒是一種中國少數民族的傳統含酒精飲料，文獻記載已有1 800余年的飲用歷史。它是將基酒(白酒)通過微孔技術，注入竹腔中，封閉陳釀一段時間后得到的一種烈酒。成酒色如琥珀，入口綿甜，竹香濃郁，自然清純。檢測表明，竹筒酒中含有多種礦質元素和黃酮、活性多糖等天然產物。

目前竹筒酒市場規模已達數億元，但品牌較多，魚龍混雜，產品質量良莠不齊。

1.5  竹茹與竹瀝

竹茹是一種傳統中藥，《中華人民共和國藥典》（2015年版）記載，“竹茹是禾本科植物青稈竹Bambusa tuldoides Munro、大頭典竹Sinocalamusbeecheyanus (Munro) McClure var. pubescens P. F. Li 或淡竹Phyllostachys nigra (Lodd.) Munro var.henonis(Mitf.) Stapf ex Rendle莖稈的干燥中間層。全年均可采制，取新鮮莖，除去外皮，將稍帶綠色的中間層刮成絲條，或削成薄片，捆扎成束，陰干。前者稱‘散竹茹’，后者稱‘齊竹茹’”。“小兒清肺化痰口服液”“小兒止嗽糖漿”“清喉利咽顆粒”“消痤丸”等均含有竹茹。

竹瀝也是一種傳統中藥，一般為淡竹等的莖稈經火烤后所流出的汁液，富含氨基酸、有機酸和礦質元素等，具有清肺降火、鎮咳、祛痰、利竅等多種功效。最早采用竹瀝治療痰熱咳嗽、中風痰盛、破傷風等疾病的記載出自《本草經集注》。《食療本草》《名醫別錄》和《本草綱目》等典籍均有記載。《本草衍義》稱竹瀝為“痰家之圣劑也”，具有鎮咳、祛痰、治消渴和利竅等功效。《丹溪心法》記載：“痰在腹間，使人癲狂，或健忘或風痰，皆用竹瀝，亦能養血”。《中華人民共和國藥典》（2015年版）仍收錄有“竹瀝達痰丸”“復方鮮竹瀝液”“袪痰靈口服液”等數種含有鮮竹瀝的中藥制劑。

1.6  竹漿造紙

竹材的化學組成和木材基本相同，主要有纖維素、半纖維素和木質素等。竹子是優質的造紙纖維原料，竹纖維的柔韌品質和我國悠久的竹文化相得益彰。我國古代就有用嫩竹土法制竹漿、造竹紙的傳統。隨著造紙技術的發展，解決了竹材有機硅含量高等技術難題，促進了其在生活用紙工業的應用。目前，我國竹漿生產能力達到200萬t/年，約占紙漿總量的2%左右；年生產竹漿生活用紙約80萬t，占生活用紙總量的10%左右。

2  全竹化學利用

全竹化學利用是指創新集成竹子現有化學利用單項技術，以竹竿、竹葉等竹子地上部分為主要原料，通過化學加工的方法，生產各種產品，實現資源的高效、高附加值和清潔利用。

2.1  全竹化學利用模式

2.1.1  竹酒瀝炭醋聯產模式

該模式可用于毛竹等大徑級竹種，在生長過程中，選擇合適年齡的竹子，注入基酒，生長、陳釀一段時間后，收取鮮竹酒。采伐的竹竿，用于制取竹瀝；剩余的固形物，再高溫干餾，制備竹炭，同時收集竹醋；利用炭化產生的可燃氣和余熱，對竹醋進行純化，獲得精制竹醋；利用精制竹醋，制備竹醋粉。采伐的竹葉、細枝，可用于提取竹葉黃酮、多糖等產品。該模式集成了鮮竹酒、竹瀝和竹炭生產技術，實現竹瀝與竹炭聯產，并通過竹醋粉這一產品形式，實現竹醋的高附加值利用，最終實現全竹利用。竹醋粉可作為飼料添加劑使用，替代獸用抗生素，具有優良的效果，市場潛力巨大。

2.1.2  竹汁瀝炭醋聯產模式

該模式可用于各種大徑級竹種，在生長過程中，選擇合適年齡的竹子，于合適的生長期，采集竹子傷流液，獲得竹汁；以竹汁、竹提取物為原料，生產竹汁飲料。采伐的竹竿，用于竹瀝、竹炭、竹醋以及竹醋粉的生產。該模式集成了竹汁、竹葉提取物、竹瀝和竹炭生產技術，獲得的終產品包括竹汁飲料、竹提取物、竹瀝、竹炭和竹醋粉等。

2.1.3  竹茹瀝炭醋聯產模式

該模式可用于青稈竹、大頭典竹和淡竹等竹種，也可與竹編產業相結合，實現聯產。具體是將刮取竹茹后的竹材，用于竹瀝、竹炭、竹醋以及竹醋粉的生產。對于淡竹等可用于編織的竹種，亦可將刮下的外皮部分，用于制備竹茹提取物。

以上3種全竹化學利用模式的核心均為竹瀝、竹炭的聯產，增值利用主體為竹瀝和竹醋粉產品。按照目前市場情況和各種產品的得率，以竹酒瀝炭醋聯產模式為例，經初步測算，全竹化學利用的產值可達7 800~11 000元/t鮮竹（表1）。

2.1.4  機械竹漿液綜合利用模式

據《中國造紙工業可持續發展白皮書》報告，2017年全國紙及紙板消費量達10 879萬t，約占全球的1/4。10年間產量年均增長4.43%，消費量年均增長4.05%。2018年紙及紙板生產量為10 435萬t，較上年下降6.24%，消費量10 439萬t，下降4.20%，人均年消費量75 kg。竹漿紙產業近年得到迅速發展，充分利用了竹子生長快、成材周期短、再生能力強等優良生物學特性所賦予的優越性。但是，相對于木材等原料，竹材含有豐富的內含物，制漿過程產業的廢液處理壓力極大，同時也造成資源浪費。研究表明，機械竹漿液含有豐富的可溶性糖以及黃酮等活性成分，開發利用潛力極大。因此，該模式采用機械熱磨技術，以生產中低檔竹漿為目標，挖掘利用蒸煮漿液，生產液體肥料、生物農藥等產品，實現竹漿清潔生產。

2.2  需解決的科學問題

以上提出了幾種全竹化學利用模式，由于竹種眾多，不同竹種的化學組成略有差異。因此，除了傳統中藥或藥典記載的竹種外，不同竹種竹瀝、竹茹的化學組成和功效差異、竹傷流液/竹汁化學組成與功效、機械熱磨制漿液的化學組成與活性等問題尚需開展系統研究。

2.3  需解決的關鍵技術與裝備

全竹化學利用模式雖以現有各單項技術集成為主，但從節約成本和聯產的角度，竹瀝、竹炭、竹醋聯產技術與自動化設備，竹酒注入、采收技術與裝備，竹傷流液/竹汁采收裝備，功能性竹活性炭制備等關鍵技術或裝備也需要解決，在此不再展開討論。

3  結語

2017年全球木炭生產量為50 99.5萬t，木炭的市場需求持續增加，預計2024年銷售額有望達到172億美元。隨著我國不斷加大生態環境建設力度，大力實施天然林保護工程，禁止砍伐林木、限用天然林木炭、禁止出口木炭、嚴禁土窯燒炭，竹炭取代天然木炭獲得了前所未有的發展機遇。

此外，以上提出的全竹化學利用模式的終端產品涉及保健食品、生物農藥、生物飼料添加劑等產品。目前我國營養保健產業仍處于起步階段，普及率不及10%，遠遠低于美國的70%；人均消費不足20美元，遠低于美國的101美元。隨著我國《“健康中國2030”規劃綱要》和“健康中國戰略”的實施，健康產業迎來了前所未有的發展機遇，發展空間巨大。

竹產業發展面臨嚴峻挑戰，提高資源綜合利用率，拓展資源利用途徑，增強產業科技水平，提升產品附加值，是促進竹產業高效可持續發展的必然途徑。挖掘竹資源化學利用潛力，集成現有化學利用技術，構建全竹化學利用新模式，實現竹子生長至采伐的全生育期化學利用，發展前景廣闊。