張 楠, 程紅柳, 姚 雷
(上海交通大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院,上海200240)
高校已經(jīng)越來越多地參與到不同產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,甚至在其中發(fā)揮科研主力軍的作用。市場在當(dāng)下的資源配置中起著重要作用,企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新決策、研發(fā)投入、科研組織和成果轉(zhuǎn)化中主體地位突出。芳香產(chǎn)業(yè)目前在我國正處于高速發(fā)展的階段,與大健康產(chǎn)業(yè)有著密切關(guān)系。但現(xiàn)狀是國內(nèi)種植加工企業(yè)大多仍面臨技術(shù)上傳統(tǒng)式跟隨、資源被動(dòng)型利用、經(jīng)營分散、市場價(jià)格別人說了算的處境,同時(shí)專業(yè)人才稀缺。在此背景下,高校相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方向、人才培養(yǎng)模式?jīng)Q定了科研成果輸出效率,也一定程度上可以影響整個(gè)芳香產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文詳細(xì)介紹芳香植物研發(fā)中心建立的背景與發(fā)展歷程,以及中心在應(yīng)對(duì)芳香產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈時(shí),如何直接對(duì)接市場需求,建立多學(xué)科交叉平臺(tái),發(fā)展我國特色芳香植物資源的歷程與經(jīng)驗(yàn),以期能夠?yàn)楦咝:推髽I(yè)在類似領(lǐng)域的合作中如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)業(yè)需求提供借鑒與思考。
芳香植物及精油產(chǎn)業(yè)在我國歷史既悠久又短暫,悠久是因?yàn)槲覈怨啪褪窍懔现参镔Y源大國,在20 世紀(jì)70 年代我國就建有30 多處大型天然香料種植基地,當(dāng)時(shí)輕工業(yè)部屬下上海香料研究所有近一半的研究人員是研究天然香料,另一半研究合成香料;因?yàn)槲覈鴱挠?jì)劃經(jīng)濟(jì)走向市場經(jīng)濟(jì)的過程中,種植基地由于多數(shù)分布于西部邊遠(yuǎn)貧窮落后地區(qū),沒有東部地區(qū)的香料公司幫助解決種植基地原料的出口端,就等于讓農(nóng)民自由發(fā)展,于是多數(shù)基地均處于頹廢狀態(tài)。20 世紀(jì)90 年代末,隨著改革開放,尤其東部及沿海發(fā)達(dá)地區(qū)人們對(duì)時(shí)尚、健康以及美好生活的向往,芳香植物和精油開始備受關(guān)注,市場需求直線上升。但市場上銷售精油多為進(jìn)口產(chǎn)品,我國自產(chǎn)精油一直走不到前臺(tái),種植基地仍然舉步維艱,看不到未來。一直到近10 年以來黨中央國務(wù)院推出的社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等一系列鼓勵(lì)政策,讓多數(shù)天然香料種植基地逐漸恢復(fù)元?dú)?,甚至于不少地區(qū)開始新建天然香料種植基地,農(nóng)民以及農(nóng)業(yè)合作社通過組建公司主動(dòng)向市場推介自產(chǎn)精油。似乎芳香植物和精油的春天已經(jīng)到了?但現(xiàn)實(shí)是,種植基地如果得不到政策的支持就可能重蹈覆轍,基地實(shí)際并沒有形成自我造血能力。由于品種、種植技術(shù)、提取加工技術(shù)、精油后續(xù)處理技術(shù)等問題造成精油品質(zhì)不穩(wěn)定、不合格,使得國產(chǎn)精油仍然在市場上缺乏競爭力。
但另一方面又看到國外進(jìn)口精油充斥整個(gè)中國市場,國人不相信國產(chǎn)精油,進(jìn)口精油在中國市場以高價(jià)出售,國外精油公司從中國人手上賺足了錢。很多進(jìn)口精油實(shí)際原料還是國產(chǎn),只是通過進(jìn)一步深加工技術(shù)提升就把原油的價(jià)值提高了3 倍以上再賣給國人。這不得不引起我們的反思,手中擁有基地和原料的人為什么還是窮人?
芳香植物是指植物的某些器官(如:花,根,葉,果實(shí)等)或整株芳香的植物。其中油可以通過水蒸氣蒸餾法、有機(jī)溶劑法蒸餾或萃取出(一般是二萜以下化合物)。精油因分子量很小,通常呈現(xiàn)揮發(fā)狀態(tài)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),不同國家因地理維度、海拔高度、濕度、土壤不同,被報(bào)道可利用的芳香植物的種類已經(jīng)超過500 種[1],在市場上流通的種類不超過200 種。精油主要有兩大功能:①賦予某種產(chǎn)品以香氣,在食品添加劑、化妝品、衛(wèi)生清潔產(chǎn)品、香水中大量使用;②精油所含化合物具有不同的功效,相比西藥天然屬性強(qiáng),相比中藥呈現(xiàn)小分子化合物優(yōu)勢(吸收性強(qiáng),移動(dòng)性強(qiáng)),通過嗅吸和涂抹按摩就能被人體吸收的特點(diǎn),使用方法簡單,容易推廣。尤其近幾年我國大力倡導(dǎo)大健康產(chǎn)業(yè),精油在美容、美體、保健會(huì)所無處不在。國外各大芳香療法教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)入國內(nèi),培養(yǎng)了大批想獲證的芳香療法師,她們又進(jìn)一步了解了精油的各種保健功效(雖然我國政府并不承認(rèn)這一職業(yè)),她們對(duì)自己的朋友和親屬進(jìn)行精油按摩、嗅吸的實(shí)踐。盡管政府沒有正式推廣精油,精油卻在民間廣泛傳播。但最關(guān)鍵的問題是:進(jìn)口精油幾乎覆蓋了中國精油市場的90%,國產(chǎn)精油舉步維艱,找不到出路。
基于上述問題,走訪了國內(nèi)外各大香精香料公司和世界高檔品牌的精油公司,和他們進(jìn)行多次交流,發(fā)現(xiàn)這些公司都持3 個(gè)重要的法寶:①各大公司都在世界重要香料產(chǎn)地?fù)碛凶约好碌姆N植基地,百年以上的種植基地比比皆是。品種、種植技術(shù)、收獲技術(shù)、初加工技術(shù)都在公司全程控制,農(nóng)民無須直接對(duì)接市場需求,農(nóng)民的收入獲得直接保護(hù);②各大精油公司都有自己強(qiáng)大的研發(fā)隊(duì)伍,研發(fā)團(tuán)隊(duì)里有研究品種、種植技術(shù)、加工技術(shù)的專業(yè)研發(fā)人員;③公司市場端口因掌握市場變化的重要信息,他們會(huì)根據(jù)市場發(fā)展的需要及時(shí)發(fā)布科研需求,調(diào)整種植品種和加工量的需求。
科技高地的占領(lǐng)代表著掌握行業(yè)的發(fā)言權(quán),市場信息的對(duì)接對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大。比如美國多特瑞公司在9 年前發(fā)現(xiàn)中國用于保健的精油需求量會(huì)有很大空間,他們的研發(fā)中心開始注重精油功效性的研究,又因?yàn)槠滗N售模式,他們在中國市場獲得了較高經(jīng)濟(jì)利益。所以市場信息的對(duì)接從根本上決定了農(nóng)民生產(chǎn)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。國產(chǎn)精油的主要問題就是種植生產(chǎn)基地不明確每年應(yīng)該種植多大面積,種出來賣給誰?初加工的精油是否需要進(jìn)一步加工?買家是什么性質(zhì)?是香精香料企業(yè),化妝品企業(yè)還是芳香療法企業(yè)?不同的購買方對(duì)精油的成分、品質(zhì)、純度、安全性指數(shù)的要求是完全不一樣的。更重要的問題是,國內(nèi)目前的種植戶還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有能力針對(duì)市場端的不同需求進(jìn)行原油加工。從根本上來說國內(nèi)缺乏通過不同的純化、分離、切割、重蒸、整理技術(shù)將原油細(xì)化為滿足不同客戶端需要的細(xì)化產(chǎn)品,還缺乏能夠?qū)⒉煌攴莸木屯ㄟ^整理技術(shù)轉(zhuǎn)變成符合自己企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、品質(zhì)穩(wěn)定且可以市場化的精油產(chǎn)品。
近幾年,除了常規(guī)品種精油的快速發(fā)展外,國外對(duì)中國元素精油的發(fā)展也十分期待。一方面是市場多元化的需求,另一方面中國上千年的中草藥文化一直充滿神秘色彩,人們較難說明發(fā)揮治療作用的化合物是什么,卻治療了很多西醫(yī)治不了的疾病。尤其國外的研究者更感興趣的是那些香味草藥的活性成分是什么以及他們?yōu)槭裁从斜=」πВ恐嗅t(yī)藥的研究者們多年來專注于生物堿、類黃酮、單寧、多糖等大分子的研究,相比之下對(duì)于中草藥中具有揮發(fā)性的小分子化合物的研究較少。中國精油走向世界的機(jī)會(huì)已經(jīng)到來,這對(duì)中國精油走向世界起到?jīng)Q定性的作用,要看國家是不是能狠下決心,仔細(xì)專注香味中草藥的研究,讓中國元素盡快向世界展現(xiàn)自己的優(yōu)勢,從而從根本上改變精油市場的世界格局。
中國的芳香植物與精油行業(yè)一直十分期待專業(yè)研發(fā)隊(duì)伍的出現(xiàn),期待既能解決基地品種與種植問題,又能解決提取加工分離技術(shù),同時(shí)進(jìn)行精油有效成分和安全性研究,能夠?qū)邮袌龅难芯堪l(fā)展戰(zhàn)略的專業(yè)人才隊(duì)伍。芳香植物與精油產(chǎn)業(yè)本身的跨專業(yè)跨行業(yè)的屬性就決定研發(fā)團(tuán)隊(duì)也必須具有跨專業(yè)、跨行業(yè)的特點(diǎn),只有這樣才能夠讓中國天然香料在世界香料發(fā)展視野下發(fā)展,才能培養(yǎng)出中國本土天然香料界的領(lǐng)軍人才,應(yīng)對(duì)天然香料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在這樣的思考下,2005 年11 月,在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持下“上海交通大學(xué)芳香植物研發(fā)中心”正式成立。這是我國第一個(gè)在高校建立芳香植物研究方向的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì),第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了研究跨越品種資源與種植(農(nóng)業(yè))、精油提取加工與成分分析(精細(xì)化工),與精油的功效性與安全性(醫(yī)學(xué)與藥學(xué))等領(lǐng)域,并且從2005 年開始第一個(gè)在高校講臺(tái)上為本科生研究生開設(shè)“芳香植物精油與芳香療法”課程的團(tuán)隊(duì)。2008 年被上海市教委授予“上海青少年科普教育基地”,連續(xù)11 年為上海市多所中學(xué)、小學(xué)以及社區(qū)開設(shè)芳香植物與精油科學(xué)普及課程,獲得非常好的社會(huì)效應(yīng)。中心曾受到過吳邦國、劉延?xùn)|、韓正、左煥琛等多位國家和上海市領(lǐng)導(dǎo)的親切接見和工作指導(dǎo)(見圖1)。
圖1 2004年時(shí)任全國人大常委會(huì)委員長吳邦國,時(shí)任國務(wù)委員陳至立考察芳香中心科研成果(上圖);2008 年時(shí)任中央政治局委員劉延?xùn)|訪問上海交通大學(xué)時(shí),姚雷代表交大芳香中心匯報(bào)科研工作進(jìn)展(下圖)。
中心具有從農(nóng)業(yè)(天然香料的品種資源與種植)到精細(xì)化工(提取分離與測試分析),再到精油功效性與安全性(醫(yī)學(xué)與藥學(xué))等多學(xué)科跨越的屬性。長期以來中心的科研項(xiàng)目大部分來自種植基地、加工基地、香精香料公司、化妝品公司以及主營芳香療法的公司。中心根據(jù)上述企業(yè)發(fā)展的需求和發(fā)展過程中存在的瓶頸問題,幫助企業(yè)設(shè)立科研項(xiàng)目、解決實(shí)際問題,因此中心的科研項(xiàng)目從一開始就定位為偏應(yīng)用型的科研項(xiàng)目。這樣的科研項(xiàng)目有利于社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,有利于企業(yè)盡快走向市場。另一方面,學(xué)校培養(yǎng)科技人才的定位是厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐[2],中心的發(fā)展也離不開應(yīng)用基礎(chǔ)研究。中心在科研經(jīng)費(fèi)籌備和使用中一直開源節(jié)流,在爭取更多來自企業(yè)、學(xué)校、國家的經(jīng)費(fèi)基礎(chǔ)上,節(jié)流出經(jīng)費(fèi)滿足研究生,特別是博士研究生展開更為自由的基礎(chǔ)研究,發(fā)表高水平論文,讓中心的科研更具國際視野和國際水平。目前中心的碩士、博士生已在SCI、國內(nèi)核心期刊上發(fā)表了80 余篇學(xué)術(shù)論文,相應(yīng)的研究成果也受邀在許多國內(nèi)國際學(xué)術(shù)會(huì)議上做了報(bào)告。
芳香植物產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粭l以種植業(yè)為起點(diǎn),涉及精細(xì)化工行業(yè)進(jìn)行提取分離,在后端又進(jìn)入香精香料、化妝品以及芳香保健和園林行業(yè)的長產(chǎn)業(yè)鏈。如果在源頭種植業(yè)中出現(xiàn)品種或種植方法的錯(cuò)誤,便會(huì)導(dǎo)致連鎖效應(yīng);如果在提取加工方法上出現(xiàn)錯(cuò)誤,便會(huì)直接影響后端產(chǎn)品;如果不對(duì)所提取的精油進(jìn)行功能和安全性的科學(xué)定位,便造成產(chǎn)品市場混亂。這樣一條覆蓋三產(chǎn)的長產(chǎn)業(yè)鏈決定了其相關(guān)研究必然會(huì)涉及植物學(xué)、植物化學(xué)、化工、醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、心理學(xué)、園林等多學(xué)科領(lǐng)域。比起傳統(tǒng)學(xué)科,如果研究品種的研究者不關(guān)心提取方法和精油功能,研究精油功效的研究者不關(guān)心源頭品種的差異性,就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈中斷。中心結(jié)合芳香植物產(chǎn)業(yè)鏈特色與發(fā)展需求,從成立初就將研究內(nèi)容組成和科研隊(duì)伍構(gòu)成設(shè)計(jì)成4 個(gè)方向,分別為:①芳香植物種質(zhì)資源研究;②精油的提取、加工與成分分析;③精油的功效與安全性研究;④以芳香植物為特色的康復(fù)花園建設(shè)。以上這些研究彼此相對(duì)獨(dú)立,卻又緊密聯(lián)系,融為一體,形成了芳香中心具有鮮明學(xué)科交叉性的研究特色。
(1)芳香植物種質(zhì)資源研究。芳香植物種質(zhì)資源是芳香植物研究的根本,是中心最早開展的研究方向,也是一直堅(jiān)守的研究陣地。中心每年都會(huì)前往全國,乃至國外考察芳香植物種植基地,收集品種新資源。近10 年來僅在上海地區(qū),中心就陸續(xù)引種了超過200個(gè)品種的芳香植物,目前坐落于交大七寶校區(qū)的芳香植物種質(zhì)資源圃收集了覆蓋唇形科、薔薇科、蕓香科、傘形科、樟科、菊科等120 余種芳香植物。芳香植物種質(zhì)資源圃的建立為中心在上海地區(qū)進(jìn)行芳香植物相關(guān)研究和教學(xué)提供了重要的樣本。中心先后有多名碩士、博士研究生開展了針對(duì)薰衣草、百里香、玫瑰、薄荷屬植物的資源收集工作,并且從形態(tài)學(xué)、化學(xué)、DNA分子標(biāo)記三方面研究植物的遺傳多樣性。這些研究為我國芳香植物基地的引種、新品種的選育提供了扎實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。
另一方面,芳香植物資源的收集與開發(fā)為中心其他三個(gè)方向的研究提供了重要基礎(chǔ)。我國從來就是芳香植物資源大國,有很多貧困地區(qū)因其獨(dú)特的地理位置和氣候條件,自古就野生分布了非常豐富的芳香植物資源和藥用植物資源。民間熟知很多芳香植物,卻因不了解這些植物的利用價(jià)值疏于開發(fā)利用。近年來中心主任姚雷教授每年都會(huì)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)教師和學(xué)生前往云南、四川、寧夏、陜西等地考察野生芳香植物資源,從中挖掘當(dāng)?shù)靥厣吧枷阒参?。在找到具有開發(fā)潛能的植物品種后,通過與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)進(jìn)行校企合作,提取精油,純化鑒定主要成分,研究精油功效與安全性。這類研究不僅能夠從我國特色植物資源中發(fā)掘出新的精油品種,同時(shí)相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)使芳香植物資源能夠被開發(fā)成高附加值產(chǎn)品,通過本土特色資源的產(chǎn)業(yè)化從根本上幫助了當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)脫貧。
(2)精油的提取加工與成分分析。該研究方向主要結(jié)合各生產(chǎn)基地實(shí)際生產(chǎn)中面臨的問題進(jìn)行精油提取加工工藝的改良、創(chuàng)新工藝的開發(fā)。例如針對(duì)目前國內(nèi)市場上桂花、茉莉等中國香花類精油頭香損失較大的問題,中心開發(fā)了適用于這類植物精油的低溫負(fù)壓分段蒸餾工藝;為改善精油品質(zhì)采用分子蒸餾儀開展了精油成分重整理研究工作。這類研究難度較大,投入也較高,但是切實(shí)的貼合了企業(yè)生產(chǎn)需求,具有極大的產(chǎn)業(yè)化前景。
(3)精油的功效與安全性研究。精油的功效與安全性研究是芳香植物產(chǎn)業(yè)在大健康戰(zhàn)略下發(fā)展的重要科學(xué)支撐。芳香療法作為一種輔助療法擁有非常長的使用歷史與實(shí)踐基礎(chǔ),但是對(duì)于其功效與安全性研究卻很少,這不僅降低了芳香療法的受認(rèn)可程度,也阻礙了芳香療法在國內(nèi)的發(fā)展。中心在國內(nèi)較早進(jìn)行了一系列精油功效與安全性評(píng)價(jià)研究。包括在體外水平研究了10 余種植物精油的抗細(xì)菌與抗真菌作用;在細(xì)胞與動(dòng)物水平上研究了植物精油的抗氧化、抗炎癥功效;在動(dòng)物模型上研究了植物精油基于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功效以及作用機(jī)理,相關(guān)成果在人體水平上進(jìn)行了志愿者與臨床研究。在這些研究的基礎(chǔ)上為多家企業(yè)開發(fā)了系列具有抗焦慮、助睡眠或抗炎癥、抗菌功效的芳香植物產(chǎn)品核心技術(shù),提升了企業(yè)產(chǎn)品的科技含量。
中心一直致力于從化學(xué)成分與功效上挖掘中國特色精油應(yīng)用價(jià)值。如我國甘肅苦水玫瑰的香型一直被認(rèn)為不如大馬士革玫瑰,而通過中心的研究發(fā)現(xiàn)苦水玫瑰精油正是由于其香型的不同,在應(yīng)用于情緒障礙疾病的輔助治療中的效果是優(yōu)于國外的大馬士革玫瑰,這對(duì)于提升苦水玫瑰的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有重要意義。
(4)以芳香植物為特色的康復(fù)花園建設(shè)。芳香植物產(chǎn)業(yè)重要的一環(huán)是芳香旅游、芳香康養(yǎng)。康復(fù)花園正是芳香植物在這其中發(fā)揮作用的重要場地[3],芳香康復(fù)花園的研究是芳香植物從植物到精油,再回歸到植物的歷程,也是對(duì)芳香植物利用的進(jìn)一步深化,是芳香植物與園林設(shè)計(jì)的結(jié)合產(chǎn)物,是基于我國大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來的新業(yè)態(tài)。它不僅基于植物顏色和形態(tài),更基于不同植物不同健康氣味而進(jìn)行園林植物配置。針對(duì)康復(fù)花園的研究能夠在“美麗鄉(xiāng)村”和城市健康綠地的發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮重要作用。該研究方向?qū)W科交叉性很強(qiáng),涉及植物栽培、香氣化學(xué)、景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究。跨學(xué)科特色研究積累為中心在這一領(lǐng)域的研究打下了良好的基礎(chǔ)。另一方面,基于風(fēng)景園林學(xué)科平臺(tái),中心還可以與其他研究團(tuán)隊(duì)在景觀規(guī)劃、設(shè)計(jì)等方面開展深入合作。中心自2008 年起陸續(xù)在華東地區(qū)與其他單位合作建設(shè)了4 個(gè)芳香康復(fù)花園/聞香園。在加入設(shè)計(jì)學(xué)院后,中心在康復(fù)花園這一領(lǐng)域的研究有望在設(shè)計(jì)學(xué)院更為廣闊的交叉平臺(tái)上取得進(jìn)一步的突破。
(5)跨學(xué)科人才培育平臺(tái)。知識(shí)融合與學(xué)科交叉是當(dāng)代知識(shí)創(chuàng)新發(fā)展的重要特征[4]。學(xué)科交叉具有互補(bǔ)性和綜合創(chuàng)造性,可產(chǎn)生遠(yuǎn)大于學(xué)科獨(dú)立地進(jìn)行研究之和的功能,取得更為優(yōu)化的科技成果[5]。中心上述的各個(gè)研究方向涉及植物學(xué)、化學(xué)、藥理學(xué)、風(fēng)景園林等多個(gè)學(xué)科,相對(duì)獨(dú)立,卻又相輔相成,互相融合在一起,形成了一個(gè)貫穿植物資源、加工提取、功效研究以及園林應(yīng)用的極具創(chuàng)新力的學(xué)科交叉研究平臺(tái)。人才隊(duì)伍建設(shè)對(duì)于這樣的交叉學(xué)科平臺(tái)十分重要[6],中心通過自己培養(yǎng)以及人才引進(jìn)組建了一支在相關(guān)領(lǐng)域各有所長的優(yōu)秀科研教學(xué)團(tuán)隊(duì)(見圖2),團(tuán)隊(duì)成員在常年的工作溝通交通中對(duì)彼此的研究領(lǐng)域逐漸了解,互相融合,通過實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)角色的完整性與均衡性,提高了團(tuán)隊(duì)的工作效率[7]。
圖2 芳香植物研發(fā)中心科、教團(tuán)隊(duì)
在面對(duì)一個(gè)創(chuàng)新性課題時(shí),往往能及時(shí)地進(jìn)行信息資源的整理與整合,尋找到問題的突破點(diǎn)與解決思路,同時(shí)基于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的覆蓋植物資源、提取加工、功效評(píng)價(jià)的全方位硬件設(shè)施,形成了高效的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)體系。以這2 年進(jìn)行的關(guān)于中草藥精油的研究為例,首先團(tuán)隊(duì)研究人員在野外通過考察找到了極具開發(fā)潛力的品種資源,鑒定品種,通過提取加工獲得植物精油并分析成分,初步判斷開發(fā)價(jià)值,隨后由擅長化合物分離制備的研究人員進(jìn)行單體的制備、純化與鑒定,再進(jìn)一步進(jìn)行安全性與功效評(píng)價(jià),最后與企業(yè)合作開發(fā)成創(chuàng)新性產(chǎn)品。在這個(gè)研究過程中,中心團(tuán)隊(duì)成員通過合作、分工、溝通,能夠在平臺(tái)上既快又準(zhǔn)的開展研究,達(dá)到協(xié)同創(chuàng)新的目的。又例如在康復(fù)花園研究中,即要求功能性、又要求景觀性,這需要緊密地結(jié)合植物生理學(xué)、栽培學(xué)、植物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、景觀設(shè)計(jì)學(xué)等研究,缺一不可。中心基于以往在各個(gè)方向的研究積累,在多年前便率先在研究中引入了化學(xué)分析、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)實(shí)驗(yàn),突破了康復(fù)花園僅停留于理論設(shè)計(jì)上的瓶頸。
要滿足上述研究的順利開展,需要建立一個(gè)良好的研究平臺(tái)。由于目前芳香植物領(lǐng)域,特別是針對(duì)芳香植物精油的研究在國內(nèi)較為小眾,國家學(xué)科層面上并沒有為芳香植物研究設(shè)置專門的學(xué)科代碼,國家極少設(shè)立相關(guān)科研項(xiàng)目,也少有專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)的支持。而對(duì)于跨學(xué)科交叉研究項(xiàng)目,資金的寬裕和及時(shí)性都很重要[8]。如何獲得足夠的經(jīng)費(fèi)用于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及進(jìn)行科學(xué)研究是中心面臨的一個(gè)難題。在10余年的建設(shè)發(fā)展中,中心以“為社會(huì)服務(wù)為企業(yè)服務(wù)”為宗旨,通過與幾十家企業(yè)的合作,逐步摸索出了一條“科研為企業(yè)服務(wù),企業(yè)為科研助力”的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模式。
中心為企業(yè)發(fā)展服務(wù)的理念有時(shí)不僅是為解決企業(yè)的某個(gè)技術(shù)問題,更多是站在企業(yè)的角度為企業(yè)建議長期發(fā)展規(guī)劃。如在一家投資規(guī)模很大的企業(yè)拿下很多地后,中心提出不要急于快速發(fā)展很大的某一品種芳香植物種植面積,而應(yīng)首先用分散小地塊去研究該地區(qū)適合種植什么品種。正是由于這家企業(yè)聽取建議,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該地區(qū)僅適合少量的幾個(gè)品種的芳香植物種植,中心就建議把這幾個(gè)品種種成品牌,把精油質(zhì)量提取到最好,剩下的地塊發(fā)展本地的香味草藥種植,把香味草藥精油做到最好。這些建議不僅為企業(yè)節(jié)省投資,還大大提高發(fā)展芳香植物產(chǎn)業(yè)的自信。
除此之外,曾有一段時(shí)間,全國不少地區(qū)和企業(yè)單純認(rèn)為玫瑰精油是黃金價(jià),很多地區(qū)都在盲目種植玫瑰。但實(shí)際上不同品種玫瑰對(duì)土壤和氣候條件要求不一,不一定所有地方都適合種植大馬士革玫瑰。盲目種植的結(jié)果是一批又一批玫瑰種植企業(yè)只見玫瑰樹枝成片,不見玫瑰花滿園,更不見玫瑰油產(chǎn)出。針對(duì)這一情況,中心通過研究發(fā)現(xiàn)使用改良的提取技術(shù)可以提取到玫瑰油,但其成分結(jié)構(gòu)存在很大問題。隨后又進(jìn)一步改良了提取工藝,最終使得其成分結(jié)構(gòu)滿足了市場需求,為企業(yè)大大減少了前期投入損失。
實(shí)踐表明,科研機(jī)構(gòu)只有把頭腦帶到農(nóng)民的田地里,將身體移到車間里,才能為產(chǎn)業(yè)服務(wù),促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展。如果一個(gè)研發(fā)中心面對(duì)企業(yè)存在的問題,只能回答土壤或種植技術(shù)問題,不能解決提取技術(shù)問題;或者只能籠統(tǒng)提出設(shè)備改造問題,卻不能根據(jù)問題需求提出具體技術(shù)則無法從根本上解決這個(gè)行業(yè)存在的特有技術(shù)問題。然而,高校與企業(yè)之間存在一些根深蒂固的制度文化差異,如大學(xué)熱衷于“自由性”“長期性”的基礎(chǔ)研究,而企業(yè)看中投資回報(bào)率,偏好“實(shí)用性”“短期性”的應(yīng)用研究[9]。芳香中心與企業(yè)采取的合作模式主要是企業(yè)提供經(jīng)費(fèi)設(shè)立合作科研項(xiàng)目,中心一方面利用經(jīng)費(fèi)開展科學(xué)研究,解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的難題,或?qū)?chuàng)新性科研成果落地,形成產(chǎn)品;另一方面利用企業(yè)提供的經(jīng)費(fèi)支持完善實(shí)驗(yàn)室建設(shè),實(shí)現(xiàn)了真正的“雙贏”。中心至今已為國內(nèi)17 家種植基地提供科研服務(wù)。由于這些基地多數(shù)在貧窮邊遠(yuǎn)的西部地區(qū),從種植基地取得的經(jīng)費(fèi)支持都非常有限,甚至沒有經(jīng)費(fèi)。中心通過幫助這些基地向當(dāng)?shù)卣驀疑暾執(zhí)厣r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目,既有效地促進(jìn)了基地和企業(yè)的發(fā)展,也為中心爭取到部分科研經(jīng)費(fèi),久而久之做出口碑、做出成功案例,就有越來越多的基地找到中心,委托中心幫助他們解決問題。
受惠于這種合作模式,中心實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施在學(xué)校支持的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展。中心在閔行校區(qū)擁有約300m2實(shí)驗(yàn)室,包括芳香植物標(biāo)本室、精油樣品室、精油提取與加工室、理化成分分析室、調(diào)香室、細(xì)胞房、功能測試室等(見圖3);在七寶校區(qū)建設(shè)有約1100 m2的芳香植物種質(zhì)資源圃;2018年在設(shè)計(jì)學(xué)院支持下在位于零號(hào)灣園區(qū)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究院建設(shè)了120 m2的芳香植物精油工作室,包含腦電測試室,皮膚測試室,熱脫附儀氣相色譜測試室。中心目前擁有6 臺(tái)中、小型水蒸氣蒸餾設(shè)備、2 臺(tái)分子蒸餾儀用于精油提取與加工研究;擁有GC-MS、GC-FID、TD-GC等儀器用于揮發(fā)性組分成分定性定量研究;擁有高架十字迷宮、明暗箱、三箱社交、飲水沖突等動(dòng)物行為學(xué)設(shè)備與分析系統(tǒng),可以開展系列動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn);擁有多導(dǎo)睡眠儀、腦電儀、多功能皮膚測試儀等設(shè)備用于精油在人體上的功效研究。
圖3 上海交通大學(xué)芳香植物研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)
校企合作中的另一個(gè)重要目的,就是為了促進(jìn)知識(shí)和技術(shù)交換[10]。國產(chǎn)精油的主要問題是種植生產(chǎn)基地與香精香料、化妝品企業(yè)的信息對(duì)接不暢。中心在二者之間搭建了信息交流的橋梁與技術(shù)平臺(tái)。①幫助企業(yè)建立精油重整理技術(shù)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn);②將信息提供給種植基地,生產(chǎn)符合企業(yè)需求的品質(zhì)穩(wěn)定的精油。校企合作中的資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ),也是中心提升自身可持續(xù)發(fā)展能力的重要途徑[11]。在與企業(yè)的合作中,企業(yè)在中心尋求到了更加暢通的信息、創(chuàng)新性資源與技術(shù),而中心也通過與企業(yè)的交流合作,對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展保持高度敏感。這使得中心的研究能夠一直保持創(chuàng)新,應(yīng)對(duì)社會(huì)需求。
芳香植物領(lǐng)域研究所涉及的多學(xué)科交叉性,特別是與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的交叉,也使得中心一直努力尋求與校內(nèi)外的其他研究團(tuán)隊(duì)開展合作研究。例如在2012 年中心獲得的學(xué)校重大項(xiàng)目及創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培育基金“芳香植物精油功效性及保健機(jī)理研究”這一項(xiàng)目,就集合了來自中科院上海藥物研究所、上海市新華醫(yī)院、上海市精神衛(wèi)生中心的多個(gè)團(tuán)隊(duì),不同團(tuán)隊(duì)分別從動(dòng)物和臨床水平對(duì)芳香植物精油基于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功效開展了較為深入的研究。在加入設(shè)計(jì)學(xué)院后,中心與建筑、景觀設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有了更緊密的交流與合作,進(jìn)一步拓展與加強(qiáng)了芳香植物在建筑環(huán)境、康復(fù)花園等方向的基礎(chǔ)應(yīng)用研究。
中心迄今為止已培養(yǎng)5 名博士,50 余名碩士,并且先后指導(dǎo)了60 余名本科生開展校內(nèi)科技創(chuàng)新項(xiàng)目與畢業(yè)設(shè)計(jì),研究內(nèi)容覆蓋中心四大研究方向。從就業(yè)情況看,博士畢業(yè)生幾乎都在高校及研究單位從事與芳香植物、風(fēng)味香氣相關(guān)的研究。其余學(xué)生有些就職于法國歐萊雅、瑞士芬美意、美國雅詩蘭黛、日本味之素、德國PE、法國曼氏、上海愛普、上海家化和上海伽藍(lán)等公司研發(fā)部門;有些赴美國哈佛醫(yī)學(xué)院、法國調(diào)香師學(xué)院繼續(xù)深造;有些在深圳、廣州等地自己創(chuàng)業(yè),他們絕大多數(shù)因?yàn)闊釔圻@個(gè)專業(yè)而在畢業(yè)后繼續(xù)從事這個(gè)專業(yè)的研究和產(chǎn)業(yè)化工作,這一切都證明中心的科研與教學(xué)是社會(huì)所需,是市場所需。
芳香植物領(lǐng)域的研究學(xué)科交叉性強(qiáng),中心培養(yǎng)碩士生、博士生的難度較大。其中的一個(gè)原因是學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前對(duì)芳香植物相關(guān)知識(shí)了解較少。中心要求學(xué)生自進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室起就必須先熟悉各個(gè)環(huán)節(jié),然后再對(duì)自己所研究部分的內(nèi)容進(jìn)行正確的定位。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中被要求足夠多的時(shí)間和精力鋪墊不具有的能力,比如學(xué)習(xí)認(rèn)知芳香植物、學(xué)習(xí)精油提取分離操作技術(shù)、學(xué)習(xí)藥理學(xué)知識(shí)等,只有這樣才能從根本上進(jìn)入專業(yè)性的研究。正是基于這些訓(xùn)練,使得中心畢業(yè)的學(xué)生熟知芳香植物產(chǎn)業(yè)化的鏈條和步驟,讓他們在第一天走向社會(huì)時(shí)就能進(jìn)入角色,明白自己要做什么。另一方面,近年來芳香療法在全國范圍內(nèi)受到了越來越多包括來自醫(yī)療領(lǐng)域人士的關(guān)注與追捧。有非常多想學(xué)習(xí)芳香療法的人群常面臨想有所學(xué),但沒有權(quán)威機(jī)構(gòu)與人員進(jìn)行教學(xué)的困境。中心的學(xué)生自進(jìn)入中心之后接觸到的有關(guān)芳香植物的全方位知識(shí)體系學(xué)習(xí)與訓(xùn)練也為芳香療法行業(yè)提供了專業(yè)人才的儲(chǔ)備。
目前學(xué)校教育所培養(yǎng)的畢業(yè)生是否與產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的人才受到了越來越多的關(guān)注[12]。開展跨學(xué)科的交叉培養(yǎng)體系研究,不但有助于拓寬學(xué)生的思維及視野,而且對(duì)當(dāng)今高水平大學(xué)的學(xué)科協(xié)同發(fā)展和創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制的完善具有重要的意義[13]。而“產(chǎn)學(xué)研”一體化的培養(yǎng)模式有助于培養(yǎng)高校學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力[14]。中心多年來一直重視將產(chǎn)學(xué)結(jié)合應(yīng)用到學(xué)生培養(yǎng)中,培養(yǎng)復(fù)合型人才,主要方式包括:①讓學(xué)生參與校企合作科研項(xiàng)目,聘請企業(yè)高級(jí)研發(fā)人員作為部分學(xué)生論文的第二指導(dǎo)老師。在校企合作科研項(xiàng)目中,學(xué)生有機(jī)會(huì)前往各芳香植物種植生產(chǎn)基地進(jìn)行實(shí)際考察、了解行業(yè)現(xiàn)狀,通過參與科研項(xiàng)目學(xué)會(huì)如何通過實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究引領(lǐng)企業(yè)創(chuàng)新、解決企業(yè)需求;②鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)。高校應(yīng)具有培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的重任[15]。中心多年來一直支持學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)嘗試,鼓勵(lì)學(xué)生將中心部分科研成果落地。例如在今年,研究生在團(tuán)隊(duì)教師指導(dǎo)下,結(jié)合中心在寧夏地區(qū)開展的特色芳香植物資源調(diào)研與研發(fā)工作,策劃了一項(xiàng)名為“西香計(jì)”的芳香扶貧項(xiàng)目,取得了多個(gè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)。將以上方式應(yīng)用到學(xué)生培養(yǎng)中,學(xué)生在扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)上具備了較強(qiáng)的實(shí)踐能力,同時(shí)使得學(xué)生在進(jìn)入社會(huì)前普遍已經(jīng)對(duì)芳香行業(yè)有了一定的認(rèn)知,提高了學(xué)生對(duì)投入行業(yè)建設(shè)的熱情。
中心自成立以來,一直致力于社會(huì)服務(wù)工作:①中心為企業(yè)提供技術(shù)咨詢,為種植基地與生產(chǎn)銷售企業(yè)牽線搭橋;②中心團(tuán)隊(duì)也參與到了市民科普、中小學(xué)教育實(shí)踐等工作中。團(tuán)隊(duì)教師與學(xué)生每年會(huì)前往博物館、社區(qū)開展科普活動(dòng),推廣芳香植物相關(guān)知識(shí)與文化,通過科研成果的展示讓市民對(duì)芳香植物、芳香療法有更為科學(xué)、客觀的認(rèn)知。中心是“上海交通大學(xué)-高中”拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地,“明日科技之星上海市科普拓展基地”。每年接待大量中小學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室與芳香植物種質(zhì)資源圃,為中小學(xué)講授芳香植物興趣課程,指導(dǎo)中學(xué)生參加科技創(chuàng)新比賽,從小培養(yǎng)青少年對(duì)芳香植物研究的興趣與認(rèn)知,使日后能有更多的新生力量加入芳香植物研究。
中心10 余年的建設(shè)與發(fā)展一直離不開兩個(gè)重要方面,跨學(xué)科平臺(tái)建設(shè)以及與企業(yè)的緊密合作??鐚W(xué)科研究平臺(tái)的建設(shè)緊密結(jié)合著整個(gè)芳香產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,無論是在實(shí)驗(yàn)室設(shè)施還是人才隊(duì)伍建設(shè)上都真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)科交叉,協(xié)同創(chuàng)新;而與企業(yè)的合作項(xiàng)目又為中心的跨學(xué)科平臺(tái)發(fā)展提供了極大的經(jīng)費(fèi)支持,有利于中心的可持續(xù)發(fā)展。近10 年來中心在幫助企業(yè)將產(chǎn)品推向市場方面做得還是比較成功,其原因正是在這種與企業(yè)的合作中中心做出了落地的成果,受到了企業(yè)的認(rèn)可,積累了信譽(yù)與聲望。然而我國芳香產(chǎn)業(yè)發(fā)展的道路還很漫長,企業(yè)在科研經(jīng)費(fèi)上的投入畢竟有限,整個(gè)芳香產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要國家的大力扶持。特別是針對(duì)芳香療法在大健康產(chǎn)業(yè)中能夠發(fā)揮的重要作用,如果國家能夠出臺(tái)一定的政策支持中心這類的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步加強(qiáng)跨學(xué)科交叉平臺(tái)的建設(shè),將能夠極大地推動(dòng)這一領(lǐng)域的科研發(fā)展,促進(jìn)芳香植物在大健康領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。