神奇的植物 (The Plants)

/郭立昌

God has been giving us the plants that grow on the soil, and let humans have the wisdom to use them as food for living. Their fibers are used to make the equipment like rope and net, so that people can survive from the many difficulties, and become the superior to the other animals under the harsh environment.

上天賞賜「植物(plants)生長於土地,賜人類有智慧來運用它們,利用來當作食物之外,其纖維則製作繩網器具,使人們能在惡劣的環境之下,度過重重難關,成為萬物之靈。KSI科學中心為發展新世代微奈米晶片,實驗各種植物,發現有益於「保護大腦海馬體」的原料,特地為文與您分享這個將與您生活息息相關的「綠金產業」。

前言

生態環境(Eco & Environment)已經是全球關注的焦點,許多的污染性工業在未來20年將被逐一淘汰,期望能達成2050年「減碳淨零」的目標。因此,人類必須拿出魄力和智慧解決對「古老化石和不可再生原料」的依賴,使用這些「碳氫化合物」(烴,Hydrocarbon)製成的任何產品,人類已經付出了「慘痛的代價」,留下嚴重的污染難以處理包括地面和海洋;因此,從農場取得「碳水化合物(醣,Carbohydrate)的生物基材料,其研究發展及應用刻不容緩。唯有從「碳氫化合物經濟」轉型升級至「碳水化合物經濟」,如同撒種在好土裡,結好果實千百倍,善用「科技(Technology)創造高附加價值的同時,也保護生態環境(Eco and  environment),落實「社會責任(Social responsibility)人類才有希望,才有未來。

從聖經尋找答案

聖經》有一位名叫「哈拿(Hannah)的婦人因不孕向神禱告,而喜獲麟兒,取名為「撒母耳(Samuel);哈拿決定在撒母耳斷了奶之後,把孩子獻給神,終身事奉神。(撒上1:10-28) 那時哈拿用「亞麻 (linen)布每年製作一件外袍給撒母耳穿。(撒上2:18-19)。可見幾千年前,亞麻植物纖維在以色列就已經是衣服的材料。

亞麻又稱胡麻。亞麻籽是數千年前即存在於中東的小型油籽,是以色列科學家持續研究的方向。近年來,它們作為健康食品越來越受歡迎,因為它們富含有益心臟健康的「Omega-3」脂肪、纖維和其他獨特的植物化合物;根據研究報告,經過研磨之後,它們很容易融入飲食之中;加工成亞麻籽油,則可被應用於烹飪及烘焙,也能改善「消化系統、心臟病、2 型糖尿病、癌症」的症狀。每100(3.5盎司) 亞麻籽含有534卡路里熱量;全亞麻籽可提供的營養成分如下:


經上說,摩西到80歲才蒙召帶領以色列民「出埃及(12:31),摩西在曠野40(14:33),直到120歲還能寫下出師表,然後交棒給已經80歲的約書亞(31:1-3),繼續跨過約旦河,進攻迦南地,一路地征戰。而他們的祖先亞伯拉罕到100歲和90歲的妻子撒拉也能生子以撒(17:17-19);以撒的兒子雅各生了12個兒子,成為以色列民族。這些超出現代人想像的生理能力,研究團隊有個結論:「可能是亞麻植物的正面影響。」可見亞麻油及其相關產品有益健康,他們那個年代「海馬體萎縮(Hippocampal Atrophy)的速度顯然遠比現在的人慢得多,生理機能也遠優於現代人。

以色列是中東的一個小國(面積約2萬平方公里、人口約865萬人),但他們的科研能力舉世矚目,他們對於「生物基(bio-based)材料有很好的研究成果,甚至於瓶裝水使用的塑料簡稱「PET」都能使用甘蔗渣取而代之。研究團隊訪問以色列時,受訪者說:「其實當年與亞麻類似的『漢麻(hemp),應用面更廣。」他舉聖經的記載為例,說:「其實『漢麻的纖維強度』高於亞麻8倍,根據考究,1萬年前就已經被應用於生活,猶太人『尼希米(Nehemiah)2,400年前奉波斯王亞達薛西(King Artaxerxers)差遣,回去耶路撒冷重建城牆(2:17)時,用的『建材』就是漢麻。」

古老的建材變成新的

根據實驗證實,漢麻纖維與「鈣石灰(calcium lime)和沙子結合,的確可以製成「絕緣石膏(insulated plaster),因「輕、防黴、透氣」而被應用於內牆、天花板和地板;而且,它的「多孔材料特性 (porous materiality)使產製的石膏能夠調節空氣濕度、均勻分佈,吸水性和透氣性可防止材料開裂和破裂,類似於「高密度纖維水泥(high-density fiber cement),並且可以改變顏色和著色,使建物顯得多采多姿,成為最佳的建築材料。

研究團隊走訪現存水泥工廠,發現其排氣中粉塵或懸浮微粒的含量之監測空污指標「不透光率」皆違規超標,至於「燃煤飛灰、無機性污泥、氟化鈣污泥、廢鑄砂」等污染物則隨風飄至鄰近住家,影響居民的健康。各國制訂監管的科學基礎減碳目標(SBT),期望這個破壞生態且「耗電費水」又製造污染的產業能夠有所長進,功效不彰。為了這次實地考察,研究團隊幾乎整車跌落山谷,險些命喪黃泉。「英國建築研究院集團(BRE Group)認為:「釜底抽薪的方法,在於『改變水泥原料』,才有可能解決污染的問題。」因此,近年來以漢麻作為「綠色建築(Green Building)材料,為當前建築業面臨的各種問題提供了解決方案;BRE表示:「與當今使用的大多數建築材料相比,『漢麻』是一種更『永續的建築材料。」此外,它在建築施工中的實際應用,可以降低能源消耗成本和減少產生「二次污染物

綠色建築」日漸成為建築界的主流,而漢麻的重新出現,主要是在歐洲。「英國哈福希爾漢麻屋建設(the Construction of the Hemp Houses at Haverhill, UK)的報告指出:「漢麻建築比傳統建築材料的成本高出每平方米48英鎊;但漢麻的『特性』成為綠色建築的研究方向。」不過,當擴大種植面積之後,成本將可以大大地降低;最重要的是,維護生態環境的完整。目前,中國的雲南和黑龍江省之外,吉林省也開始種植漢麻,期望達成2050年減碳「淨零」的目標。

漢麻植物的特性

漢麻植物的特性,包括「抗黴性(mold resistance)透氣性(breathable)不易燃的 (non-flammable)此外,具有吸收和釋放水分而「不會變質」的能力,與石灰混合而產生的「輕質特性(lightweight properties),可以應用於建築物的牆壁和屋頂等許多方面。種植漢麻的「用水量最少,並且不必靠使用「殺蟲劑來促進其正常生長;且「可生物降解(biodegradable) 回收又無毒,對環境的不利影響最小。它的纖維具有高強度和「耐用性(durability)能夠經由壓花線來增強結構,「漢麻混凝土(hempcrete)和「塗料(varnishes),逐漸成為綠色建築中的熱門選擇。

農業學家將漢麻植物視為一種很好的輪作作物,因為它可以「改善土壤品質」,清除污染物質,使土壤有益於其他植物的種植。因為,漢麻的主根可深入地下三英尺或更多,這些根固定並保護土壤,避免受雨水沖刷而出現「土石流這點對比於水泥業者破壞山貌,帶來負面影響,不啻天淵之別。

其實,亞麻和漢麻是很相似的兩種植物,需要高倍顯微鏡才能區分,二者都是由「植物莖 (the stems of plants) 中的纖維製成的;兩種纖維的強度和品質,在很大程度上取決於「種子品種、生長條件、收穫時間」以及其他收穫後處理方式。在目測的情況下,兩種纖維只能經由它們在「潤濕時扭曲的方向」來區分:「漢麻為逆時針旋轉;亞麻則是順時針。一般來說,它們具有相同的屬性,兩者都是「強纖維儘管大多數消息來源說:「漢麻比亞麻的強度高達8。」兩者都是「會呼吸」的植物都是「中空纖維 (hollow fibers),而且是天然的絕緣體,所以可製成「絕緣材料」應用於電子機器,及次世代的應用材料,創造高附加價值。它們具有出色的「抗菌性能 (anti-bacterial properties)容易吸收染料,可生物降解,因此被稱為「友好環境植物(the eco plants)。亞麻和漢麻都會吸收水分;因此,自古即是船用「風帆(sail canvas)的材料(27:7),而且用細麻布來兌換貨物(27:16),成為各國貿易的一個大項目

不過,以色列受訪者翻開聖經說:「其實,因為漢麻具有『很強的抗紫外線能力(highly resistant to ultraviolet light),高纖維強度,以及對『腐爛、霉變、黴菌、鹽水』都具有很強的抵抗力,所以風帆都用『漢麻』製成;而且,漢麻的壽命是所有天然纖維中最長的。」放眼望去,以色列鄰近「死海(Dead Sea),鹽份特別地重,漢麻的整體條件似乎優於亞麻。經過考證,航海的黃金時代(1000~1400 AD),歐洲進入了前所未有的殖民主義時期;在此期間,使用亞麻製成的帆、繩索和繩索開始出現在義大利船舶上。因為造船商開始意識到亞麻帆在海洋鹽霧3個月,或更短時間後開始腐爛;最終,歐洲船艦通通使用漢麻帆取代了亞麻帆,成為大航海時代的主流。

漢麻纖維束比亞麻纖維束長;漢麻纖維的長度為「4~7」不等(雲南培養的株高達4以上),而亞麻纖維的長度為「1.5~3」,相對較短。亞麻纖維的顏色被描述為淡黃色至灰色,漢麻纖維的顏色為黃灰色至深棕色。事實上,漢麻比任何其他天然纖維的伸展性都小,但漢麻的最大優勢在於「不使用化學品」的情況下生長良好,因為它幾乎沒有嚴重的害蟲問題;在其他天然纖維中,它對攻擊性昆蟲及生物具有「最高的免疫力」。此外,蜜蜂喜歡漢麻的「潔淨特性」,每年 7-9月期間,當覓食的蜜蜂難以從其他來源找到花粉時,漢麻是一種寶貴的花粉來源。

漢麻與美國的政策

至於「產量」,每畝土地面積內,漢麻的平均產量在「225~365公斤」之間,而亞麻平均只有「150~200 公斤」;專家表示,農民種植漢麻每畝可獲得約「300美元」收入,高出油菜籽和亞麻不少。漢麻植物可以提煉成各種食品之外,因其纖維的「木質 (woodier)而具有工業用途,還能製成「建材、絕緣材料、可生物降解塑料、生物燃料、塗料、紡織品、繩索、紙張」等,產出的價值高於原料數倍至數十倍。可能因為如此,美國開國之父 喬治華盛頓(George Washington, 1732~1799)曾經說:「漢麻這項『經濟作物(a cash crop)是美國的未來。」因為,當年這項經濟作物可用來生產服裝、繩索、線、帆布和許多工業應用所需的產品;甚至於應用在製作「In God We Trust」的美鈔。

這張美鈔照片是一項與漢麻有關的歷史見證。

這張1914年由「美國聯邦儲備局票據(US Federal Reserve Note) 發行的10美元,取自於美國農業部出版的《1913 年年鑑( 1913 Yearbook),開宗明義寫道:「漢麻和亞麻是在美國中部最有希望種植,並且最有把握產生令人滿意的利潤的兩種『纖維植物(fiber-producing plants)。」又說:「公元500年左右的宋代中國著作《魯氏(The Lu Shi)記載了『神農皇帝』在公元前28世紀首先教中國人種植『(“ma”--hemp)的說法;中國人種植這種植物是為了生產纖維和種子,用於食物,後來用於作燃料。」經過考證,漢麻植物的確在1萬年前從中國北方進化而來,被認為是第一種栽培纖維植物;據說這也是「漢麻」被譯為「hemp」的由來。該年鑑的紙鈔(bill)主要是「10美元紙鈔,美聯儲發行(Ten Dollar Note, Federal Reserve Note)背面的圖案是位於賓州約克縣曼徹斯特鎮的一個農場;據悉,賓州在1900年代種植漢麻,而紙鈔上繪製的農作物高大,不像是小麥或亞麻,所以有人認為是「漢麻」。

亞麻和漢麻都是非常結實的纖維惟專家認為漢麻的纖維強度高於亞麻但經過測試後,最強的纖維是「蜘蛛絲(spider silk)而且,漢麻的壽命是所有天然纖維中最長的。漢麻這種「生態纖維(eco fiber)經常含有「竹節(slubs),比亞麻需要的維護較少。亞麻布的表面比漢麻布粗糙,漢麻布在初次洗滌後會變軟,並在每次後續洗滌後變軟;據悉,大西部時代的蓬車和牛仔褲都是用漢麻作為材料。而且,有考古研究指出:「漢麻是五萬年前最早紡成可用纖維的植物之一,且可以提煉成各種『具有商業價值』的物品。」可惜,美國前總統「尼克森 (Richard Nixon, 1913~1994)1971年將漢麻列為毒品,稱之為「美國第一公敵(public enemy number one in the United States)。即使柯林頓(Bill Clinton)總統在1994年將其列為「國家戰略物資」,但也對民生於事無補。

事實上,漢麻不僅工業用途廣泛,更可以作為醫療用途,古代人用來治療各樣的疼痛症。漢麻經過提煉之後,可以萃取出「四氫大麻酚(Tetrahydrocannabinol)簡稱「THC」,具有精神活性,可有效地降低疼痛感,例如風濕性關節炎等等。1960年代,因為美國年輕人「反對越戰」,有些人乾脆不修邊幅,拿THC作為娛樂用途吸食;執政無方的尼克森居然將之列為美國第一公敵」,甚至於聯合國也將之列為一級毒品,全面禁止種植漢麻,導致許多衍生性的難治病症出現惡化的局面。根據非可靠的說法,當前美國年輕人患有憂鬱症的比例高達「36%」。因為人體的11個器官系統神經系統、呼吸系統、淋巴系統、心血管(循環)系統、內分泌系統、皮膚系統、肌肉系統、骨骼系統、消化系統、泌尿系統、生殖系統」之外,還有一個簡稱為「ECS」的內源性漢麻素系統(Endocannabinoid System)在大腦中會產生印度修行人說的「阿難陀(anandamide)—就是「制衡系統」,人體在承受壓力時會產生「愉悅感」的釋放作用,平衡其他系統,保護「大腦海馬體」中的細胞;而當人體本身無法製造ECS時,就會出現失衡的現象,所以需要補充漢麻素。在禁麻的期間,世界的局勢明顯地在改變,難治症不斷增加,日前世衛組織公布:「目前失智症約有5,500萬人,年花費約1.3兆美元,預估2030年將增至7,800萬人。」

由於大勢所趨,201812月,美國總統川普(Donald Trump)簽署《農業法案(The 2018 Farm Bill)納入了2018年的《漢麻種植法(the Hemp Farming Act of 2018),將其定義為「農業商品(Agricultural Commodity)這使漢麻在聯邦層面合法化,使漢麻種植者更容易獲得「生產許可證(production licenses)、「獲得貸款(acquire loans)和「獲得聯邦作物保險(receive federal crop insurance)某些州政府則立法鼓勵漢麻植物的衍生性研究和生產(the derivative research and production of hemp)

聯合國糧農組織(FAO)和世衛組織(WHO),也公布:「漢麻沒有不利的影響,可以作為工業和醫療用途。」20213月,全球11大創投基金關注創新領域排名第一為「農業科技與新食物,漢麻植物的創新產品則是重中之重,因為其可能創造的衍生性價值鏈,而被稱為未來兆元的「綠金產業」。

KSI科學中心的美國團隊,為了研究發展微奈米新晶片,實驗各種植物,漢麻的纖維強度及其「中空特性(tubular property)具有很大的優勢,經過精密加工後,能夠抵禦紫外線和其他類型的輻射,成為新的「絕緣材料」,可發展為「生物基」的超薄撓性電路板及EMI(電磁干擾)材料,1元的原料可製成數十元甚至千元的成品,將被廣泛地應用於未來的3CICT(資通科技)用途上,創造衍生性價值鏈;除了商業利益之外,預計可大幅減少有害環境的「酚醛化合物」之用量。

漢麻的精神層面功能

以色列的受訪者說:「宗教使人能夠『超然自在(transcendence),能親近超越界的至高者,促進腦內啡分泌,使人有精神的寄託。」去年529BBC報導,在耶路撒冷南邊古猶大國的「阿拉德(Tel Arad),有一座 2,700年歷史的「神殿(the Shrine)中發現一種保存完好的物質,被確定為「漢麻」;據以色列媒體報導,這是早期猶太人崇拜中使用漢麻的「第一個證據(the first evidence)

阿拉德神殿於1963年,首次在特拉維夫以南約95公里的內蓋夫沙漠中被發現。在《特拉維夫大學考古學雜誌(Tel Aviv University's archaeological journal)上發表的最新研究中,考古學家說,在遺址內,有一座「獻給耶和華的神殿(a shrine devoted to Yahweh),神殿內埋有兩個「石灰石祭壇 (limestone altars)—位於「至聖所(Holy of Holies)的入口處部分由於乾燥的氣候和墓葬,燔祭的遺骸被保存在這些祭壇上。根據發表在《特拉維夫雜誌 (the Journal Tel Aviv)上的一項研究,對現在放置於耶路撒冷以色列博物館的兩個祭壇上的材料進行了分析,發現它們含有「漢麻素和乳香(cannabis and frankincense)。以色列報紙《國土報(Haaretz)指出,在一個祭壇上發現了乳香並不奇怪,因為它在「神聖文本(holy texts)中佔有重要地位;然而,在第二個祭壇上發現了漢麻素的化合物,顯示其在崇拜中發揮了作用。未參與該研究的獨立民族植物學研究員克拉克(Robert C. Clarke)說:「對我來說,最突出的是『漢麻素與乳香一起使用』,而不是與乳香或其他可識別的植物產品混合使用,這意味著每種植物性質的使用都有特殊的獨立內涵(special independent connotations)。」一項考古研究發現,古代以色列人焚燒漢麻素和乳香是他們「宗教儀式(religious rituals)的一部分。

以上報導揭露了,古猶太人不僅使用漢麻作為物質用途,還具有「精神層面」的功效。上帝使以色列民在曠野漫遊四十年,從心理到生理徹底改變這個民族,以色列受訪者說:「根據考究,上帝是要求摩西帶領以色列民『備戰』,淘汰掉全部還有奴性及沒信心的猶太人,只留下『剛強壯膽(31:16—be strong and courageous)足以面對連番硬戰的以色列民;因為,耶利哥城不會自己倒塌(5:13)。」約書亞帶著這群高智商又驍勇善戰的以色列民,渡過約旦河,然後連番爭戰,「斬殺了31個王(12:7-24),在異族和強敵林立的中東地區建立起自己的國家,顯然不是像翻過幾頁聖經那麼容易。可見當年猶太人的生理和心理素質都相當地高,這與穿的是漢麻布,吃的是漢麻油,敬拜所燒的乳香也有漢麻素有關。神在曠野中,完全改造了猶太民族,他們的智力可從1901年開始頒發的「諾貝爾獎」窺見一斑,截至2016年共有911個人或者組織得到諾貝爾獎,其中猶太裔共192得獎率高達21%

公元前二千年,印度的《吠陀經(The Vedas)將漢麻素稱為「幸福因子(anandamide),它使人富有同情心,幫助人們獲得快樂並消除恐懼。在祭祀時,以母牛的糞便添加漢麻素製成「」,焚燒獻給「濕婆神(Lord Shiva)在印度教神聖文本(the Hindu sacred text) 阿闍吠陀(Atharvaveda)—譯為「魅力科學(Science of Charms),記載乾漢麻葉、種子和莖被稱為「聖草(Sacred Grass),是印度五種神聖植物之一。印度的古代文獻指出,漢麻被用於宗教之外,還具有醫療用途,其植物的精神活性特性,可幫助醫生治療包括疼痛、失眠以及胃腸道等等疾病。「Bhang」是漢麻的葉子和頭狀花序,通常與牛奶混合成飲料,在印度被用作麻醉劑和止咳藥,但在宗教儀式上則用作獻給濕婆神的祭品。

漢麻的營養成份

檢閱文獻,在古老的醫藥古籍《本草綱目》、《神農本草經》中,對漢麻的醫學價值記載如下:「漢麻的花(麻勃)改善『記憶力減退』、金瘡內漏、風病麻木等。」而其具體的成份,一份100(3.5盎司)去殼漢麻籽(hulled hemp seeds)可提供營養如下:

漢麻種子以每 100份量提供的營養如下:

檢閱文獻知悉,儘管漢麻種子富含營養成分,但其存在「抗營養化合物」,包括「植酸(phytic acid)、「胰蛋白酶抑製劑(trypsin inhibitors)和「單寧(tannins);所以,儲存時不要遇著光和熱,正確的是儲存在黑暗的密閉容器中並冷藏,才不會在短時間內氧化並「變質(rancid)。不過,其「蛋白質消化率校正氨基酸評分(PDCAAS),去殼漢麻種子為0.63-0.6、全漢麻種子為0.49-0.53、漢麻種子粉為 0.46-0.51

漢麻種子和葉子及莖,富含「氨基酸」。人體細胞的主要成份為「蛋白質」,蛋白質又被稱為「生命的積木」,因為它是生物體中必需的組成成份,可以催化生物化學反應,影響人體的代謝功能。蛋白質經水解後,即生成20種氨基酸,例如「半胱胺酸(Cysteine),具有兩種生物學功能:「氧化還原反應位點,允許蛋白質保留其三維結構的機械連接,有助於維護『腦部和肝臟』。」不過,根據專家指出,它會提高腎上腺素分泌,過多可能造成失眠。此外,「色胺酸(Tryptophan)是人體無法自行合成的氨基酸,除了扮演重要的蛋白質合成角色之外,也是血清素、褪黑激素、菸鹼酸合成時的重要前驅物質,主要與調節「情緒和睡眠」有關,據說有助於改善「憂鬱症」。

其他的18種人體所需的氨基酸,是脊椎動物不可缺少的營養素。離氨酸、組氨酸、精氨酸,屬於「鹼性」氨基酸,在催化反應中扮演通用鹼基的角色。天冬氨酸、谷氨酸屬於「酸性」氨基酸,作用於動物體內的氮代謝,也是一種神經遞質。蘇氨酸、絲氨酸屬於「親水性」氨基酸。脯氨酸是「膠原蛋白」的組成部分。甘氨酸是最簡單的天然氨基酸。丙氨酸是用於蛋白質生物合成的α-氨基酸。胱氨酸對「維持蛋白質的結構」具有重要作用。纈氨酸是「疏水性、電中性」的胺基酸。蛋氨酸是一種含「」氨基酸。異亮氨酸、()亮氨酸是「疏水性」氨基酸。正亮氨酸手性的α-氨基酸,是白色的水溶性固體。酪氨酸「親水性」氨基酸,作用於某些「激素的合成」中。苯丙氨酸是「植物蛋白質」中的氨基酸。製作如表4

根據考古研究,以前用來傳訊的「鴿子」,其飼料都混合漢麻種子,以增強其智力和體力。如今,一項調查顯示,在歐盟銷售的漢麻種子中有95%以上用於動物和鳥類飼料。漢麻種子可以生吃,磨成「漢麻粉(hemp meal),或製成「乾芽粉(dried sprout powder) 漢麻種子還可以製成用於烘焙或飲料的漿液(slurry),例如漢麻牛奶和「草本茶(tisanes--a herbal tea)。漢麻種子可以經由「冷壓」出富含「不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acids)的漢麻油,用於烹飪,經由食用而獲得20種氨基酸,使人體內形成一個完整的蛋白質鏈。

研究的結果,漢麻植物除了工業用途之外,是一種蛋白質的來源,含有全部20種氨基酸,這使它成為一個完整的蛋白質鏈,也是礦物質的重要來源,可以提高人類的「速度、耐力、力量、精神集中度、免疫系統、抗氧化」,以及緩解疼痛和減少壓力。最主要的是,在最佳時間使用最適合的劑量,有助於「睡眠」,其寢無夢,一覺到天明則能減緩「大腦海馬體萎縮」的速度。「漢麻素(cannabinoid)優於「處方藥品」會導致各種不利影響例如平衡細胞機制、改變荷爾蒙分泌情況,以及降低皮質醇水準而減緩肌肉生長。

英國的「環境暨食品和農村事務部(the Department for Environment, Food and Rural Affairs)將漢麻視為純粹的「非糧食作物(non-food crop),但如果有適當的許可和THC濃度「低於0.2%」的證明,漢麻種子可以進口用於播種或作為食品成分。201812月,隨著美國川普總統簽署《農業法案》,之後漢麻可以合法地用於食品中,在「健康食品商店」或互聯網銷售。

漢麻的環保用途

事實上,「漢麻纖維」在歷史上一直被廣泛使用,數十個世紀以來,從繩索到織物,再到工業產品,很多是由漢麻纖維製成的。大航海時代,漢麻被用於製作「帆布(canvas),相傳哥倫布發現新大陸的帆船,就是漢麻風帆。如今,科學家發現「生物基」漢麻纖維越來越多的特性,基於成本和可用性考量,自2002年以來,漢麻纖維與「玻璃纖維、洋麻、亞麻」被混合製作成複合材料,用於製造汽車「複合板(composite panels)—包括賓士、寶馬、奧迪、富豪、福斯、保時捷、福特、通用、克萊斯勒、本田、三菱、依維柯等車廠,都曾經使用過漢麻複合材料。

以色列是一個中東小國,但他們的科研能力舉世矚目,他們可稱是現代漢麻研究的先驅;對於「生物基」材料有很好的研究成果,甚至於瓶裝水使用的塑料簡稱「PET」都能使用甘蔗渣取而代之,漢麻的應用研究當然領先全球。美國開國之父喬治華盛頓曾經說:「漢麻是美國的未來。」使美國日漸強盛,到了二戰後則成為全球第一強國。尼克森在1971年指稱漢麻為「美國第一公敵」,美國的國力開始衰退。如今,在全球環保意識抬頭的大趨勢下,中國自2017年即在雲南和黑龍江省種植漢麻,作為工業用途,以期達到2050年減碳「淨零」的目標;美國也在《農業法案》之後,2019年啟動漢麻的種植;歐洲的英法德科學家則師法以色列的研究,廣泛地擴張漢麻的應用範圍。

美國「自力更生研究所」曾經在1998年發表「使用工業漢麻的環境效益」,認為工業漢麻是下一個「大豆」;不過,大豆會產生黃麴毒素,漢麻不會。他們認為漢麻纖維與新的「大豆基粘合劑」兼容,用於建材不會釋放出「甲醛(formaldehyde)和其他有毒化合物的氣體,也不會形成嚴重的污染問題,消除了任何毒副作用。根據研究搜集的資料,工業漢麻的廣泛使用可帶來諸多「環境效益」,整理出七項優點,如下:

(1) 減少對化石燃料的依賴,尤其是來自國外的化石燃料;

(2) 更有效地利用能源;

(3) 二氧化碳在大氣中的長期積累較少;

(4) 森林保護,水土保持;

(5) 減少農藥用量;

(6) 減少戴歐辛(dioxin)等污染物;

(7) 減少垃圾掩埋場使用。

本中心在國際倡議:「世界的經濟型態,應該從『碳氫化合物經濟(HE, Hydrocarbon Economy)轉型升級至『碳水化合物經濟(CE, Carbohydrate Economy)。」由於漢麻在許多用途上優於許多其他植物,所以任何針對「漢麻」訂定的限制政策,在「經濟、環境和社會」方面都是不合理的。人類從古老和「不可再生」的植物與動物材料中獲得的產品,稱之為「碳氫化合物製成品使用這些無法生物降解的製成品,讓人類付出了「慘痛的代價」,嚴重的污染難以處理,破壞整個地球的生態環境;然而,這些問題都可以從「新的和可再生植物材料即「碳水化合物製品」獲得改善。根據研究報告,從污染的角度來看,碳氫化合物本質上是「」的,碳水化合物本質上是「乾淨」的。

如果人類從「農場」可以獲得大部分工業原料,而不是油井或礦山;可以在國內種植所需的生質燃料,而不是定期為它們在海外爭奪,為何不作正確的選擇呢?而「漢麻」植物擁有其他植物所不具備的有益特性,由於其「纖維非常長」、「生長迅速」以及來自種子的多用途油,可以製造成許多產品;它可以在經濟上和技術上具有競爭力地替代具有「內在污染」和「非永續性」的工業原料。漢麻纖維可用於製造「生物基」塑料和建築材料;雖然其強度不如玻璃纖維,但已足以滿足許多應用需求,所以運用於「複合材料」,不但工作人員安全性較高,而且是可回收的,價格低於玻璃。

縮短「碳循環(Carbon Cycle)方面,與「石油」形成鮮明對比的是,種植一年生漢麻植物,所生產的「生質燃料(bio-based fuels)意味著釋放到大氣中的「」會被明年的生長所捕獲,石油燃料燃燒造成的大氣中長期積碳就會結束。由於其快速生長的特性,漢麻可能是生物基燃料加工的主要競爭者。此外,漢麻可用作「拖把作物(mop crop)以清除廢水中的雜質,例如「污水、雞糞」中的「過量磷(excessive phosphorus)或其他不需要的物質或化學品。此外,環團人士指出,漢麻正透過一種被稱為「植物修復(phytoremediation)的過程從土壤、水和空氣中清除放射性同位素和各種其他毒素的處理過程,被用於清除「車諾比核災難現場(the Chernobyl nuclear disaster site)的污染物。

在「森林保護」方面,漢麻具有取代目前用於纖維的大部分「木材」的潛力,在美國的中西部和南部,漢麻纖維的種植成本應該低於用於「造紙」的木纖維;而且漢麻植物的深根,具有抓地力,可以種在山坡以保護傾斜的地形,不致於因天候因素而滑移。根據實地訪察,某家受訪的造紙公司說:「如果漢麻可以在威斯康辛州種植,他們計畫在五年內轉用漢麻成為他們工廠的『45%』原料。」同樣地,另一家受訪的造紙公司則表示:「如果他們能自由地在美國種植『漢麻』,打算在10年內將其90%的造紙原料轉移成為漢麻。」

在「戴歐辛(Dioxin)污染方面,受訪的環保人士說:「戴歐辛可以說是我們發現的『最致命』的化學物質。」最嚴重的污染問題之一來自於各種「氯化合物(compounds of chlorine),而其一個主要來源是「造紙廠的排放物」。以威斯康辛州的福克斯河為例,它的造紙廠是五大湖中戴歐辛的最大來源。根據美國「農業部林務局(USDA Forest Service)研究分析報告,說明:「傳統木材造紙,使用『氯漂白(chlorine bleaching)而造成巨大的污染。」環團人士指出,如果改用漢麻生產紙張,對農民來說不但有利可圖,因為漢麻的「木質素」含量低於木材,如果需要漂白以獲得紙張的最大亮度,「過氧化氫(hydrogen peroxide, H2O2)利於漂白漢麻,唯一的副產品是「水和氧氣(H2O+O)

漢麻對大多數害蟲具有「天然抗性(natural resistance),因此不需要殺蟲劑或除草劑。在輪作中,它為下一季作物留下一片「無雜草的田地(a weed-free field)。「回歸輪作農業(returning to rotation agriculture)可以大幅減少化學品的使用。研究報告指出,在英格蘭與小麥輪作種植的漢麻,使小麥產量增加了「20%」,而化學或能源投入沒有任何相應的增加。在安大略省,與大豆輪作種植的漢麻將「胞囊線蟲感染(cyst nematode infestation)減少了50-75%,從而減少了對「化學殺蟲劑(chemical pesticides)的需求。棉花田更是生態的殺手,因為棉花最怕蟲害,所以使用大量的「殺蟲劑(pesticides),影響其他植物的生長。環團人士指出:「棉花產地使用的所有農藥中有50%與『棉花』有關,主要殺死了蜜蜂,造成嚴重的生態失衡;『漢麻』可以替代棉花的許多用途。」

產品的「可回收性」越來越受到世人的關注。眾所周知,玻璃纖維不可回收;漢麻替代品卻可以回收。在再生紙中加入長纖維漢麻漿,可在纖維過短之前,大大增加可回收的次數。任何由植物材料製成的產品,本質上更容易回收,或在其使用壽命結束時分解。

在「永續農業」方面,其原本限制因素是缺乏「有利可圖」的輪作作物;但是,漢麻可能會非常有利可圖,在威斯康辛州和肯塔基州的研究顯示,漢麻每英畝的利潤可能超過大多數其他作物。漢麻廣泛的根系和田間落葉使土壤傾斜度更好。漢麻需要施肥,因為它消耗大量的「(nitrogen) 由於它生長迅速且根系廣泛,因此可能有助於去除田間多餘的氮肥,從而減少農業「(runoff)沖蝕問題。在氮是作物生長限制因素的田地,漢麻需要約50%的氮肥。農民在種植玉米、小麥和大豆上的虧損,可以經由漢麻的利潤而獲得補償;而且漢麻的多樣性,可以對農藝型態產生正向的影響。此外,由於漢麻纖維體積龐大,必須在農場附近建造本地加工設施,這可以為農村提供新的「工作機會(jobs)—符合拜登(Joe Biden)總統的創造就業機會政策。

結論

結論是,漢麻不像研發其他的產品,堪稱是「本小利多」,例如1美元的原料製成精密的「絕緣材料」可達到千美元,附加價值的空間極大。經濟型態方面,除了可以從碳氫化合物經濟轉型升級至「碳水化合物經濟(醣經濟)之外,對改善全球氣候變遷是可以期待的。末了,以色列的受訪者再度提起「尼克森」,說道:「五十年來,『健忘症(Amnesia)失眠症(Insomnia)失智症(Dementia)阿茲海默症(Alzheimer)帕金森氏症(Parkinson)』成為全球難治症的大趨勢,尼克森堪稱是『敵基督』。」因為聖經舊約中提到的祭祀,都會「燒香(burning fragrant incense)(40:27),如前述BBC報導的發現阿拉德神殿有漢麻素成份,顯示這個自古以來人類慣用的友好植物,經過被禁50年導致難治症越來越多。幸好現在美國的態度轉變,聯合國農糧組織和世衛組織都見風轉舵,全球興起新的產業浪潮。KSI科學中心倡導「社會責任投資」,以「科技(Technology)進行與「環境生態(Environment & Ecology)和「社會責任(Social responsibility)簡稱為「TES」的投資;促成的「衛生倡議」在新冠疫情期間,獲得國際友人正面的回響。因緣際會,為發展新世代的微奈米新晶片,實驗各種植物以開發「生物基」應用材料,因而發現漢麻與蜜蜂結合的農業商品,有益於「大腦的健康」。同時,國際政策倡議已經取得具體的成果,期望向海島當局督促的政策能早日制定,以免再度錯失主導未來主流科技社會的契機。

聲明:有智財權,如需引用,敬請知會!】

作者郭立昌早年創造台灣的精密工業,為APEC領袖會議代表,被稱為產業傳道人。

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