客观日本

埼玉工业大学用深谷葱制造塑料产品,升级废弃物回收提振农户活力

2026年04月03日 能源环境

一项以大葱为原料制作筷托、翻转棋等塑料制品的研发工作,正在日本埼玉县深谷市的埼玉工业大学内开展。大葱具有暖身等作用,在感冒时,尤其在冬季是日本餐桌上的常客,而深谷市则是知名的大葱产地。然而,收获后的大葱受日本食品规格的限制,出货时必须切除生长出的绿色部分,此前被切除的部分一直存在缺乏再利用方法的课题。埼玉工业大学正在推动废弃物回收制品选定为深谷市故乡纳税回馈礼品等做法,让产官学合作为地域带来活力。

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大葱的白色部分生长在地下,依靠绿色部分的光合作用生长。不同地区的人爱吃的部位也存在差异(供图:埼玉县深谷市)

从花卉中提取纤维、用“峠之釜饭”的陶碗制造瓷砖——化废弃品为实用品

从JR高崎线的冈部站出发,沿着被蔬菜田环绕的道路前行,埼玉工业大学的校园便映入眼帘。周边冬季的田地里,生长着大葱、西蓝花、白菜等作物。工学部生命环境化学科的本乡照久教授(环境物质化学)长期以“将废弃不再使用之物转化为有价值之物”为主题开展研究。

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持续开展食品及花卉类废弃物回收研究的本乡照久教授(2025年12月,摄于埼玉县深谷市埼玉工业大学)

本乡教授此前一直在从事将大米的稻壳灰制成挥发性有机化合物(VOC)的吸附材料、用百合花纤维制作和纸等研究。其中一项别出心裁的成果是,他关注到群马县的知名铁路便当“峠之釜饭”的容器是经1000度以上高温烧制的益子烧陶器,并发表了将盖子与器身一同混合制备瓷砖的技术。

作为该研究的一个环节,2022年春季,当地农机具行业的相关人士提出“除直销点外,大葱需经切分才能销售,切下的边角料能否再利用?”为防止大葱折断,运往零售店的过程中需将其装入纸箱中,受这类纸箱的尺寸限制,农户需将大葱的绿色部分切齐后装箱。

此外,大葱的生长方式为用土覆盖白色部分,依靠绿色部分进行光合作用。在关东地区,白色部分更受食客青睐,但若没有绿色部分,大葱很快就会枯萎。那位相关人士曾尝试“将切下的部分制成熏制材料的木屑”,但熏制后的食材味道变差,最终以失败告终。

本乡教授就该问题向各类相关人士问询时,收到了针对这类边角料处置问题的反馈,比如“因散发异味而遭投诉”。原因在于这些边角料含有硫化丙烯等含硫化合物,会散发浓烈的腐败异味。

加工为颗粒状,攻克异味难题

就在企业对大葱废弃边角料的再利用四处碰壁、无计可施之际,本乡教授运用此前积累的知识和经验启动了相关研究。首先在2022年夏季开展了“仅提取大葱中纤维素”的实验,他认为若能提取出纤维素,便可将其加工为适用于纤维、药剂等各种领域的产品。但由于大葱不像百合那样拥有坚硬的茎秆,本乡教授判断其不适合用于造纸,进而思考能否将其转化为塑料的原材料。

将新鲜大葱浸入碱性溶液,去除半纤维素,以及属于酚类化合物的部分木质素。在这一阶段,物料仍是可辨识出是大葱的状态,但经过后续的漂白、完全去除木质素的工序后,物料会变为白色纤维状物质,已完全无法辨识出是大葱。收集解离后的纤维,即可制得高纯度纤维素。

提取出的纤维素交由电机制造大厂商的关联企业进行加工,最终以复合树脂颗粒的形式送回。值得一提的是,这种复合树脂颗粒呈棕色,无大葱异味,即便长期储存也不会变质。颗粒中55%为大葱来源的物质,剩余45%为聚丙烯。

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采用大葱纤维素制备的颗粒(照片左侧),以及对颗粒进行高温加压处理的设备(供图:埼玉工业大学)

本乡教授恳请校内研究模具成型的研究室提供协助,将复合树脂颗粒加热至约190度高温后注入模具,制成了大葱造型的筷托。颜色经喷笔喷涂上色,制成了充满设计巧思的“迷你大葱”。

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可爱的大葱形筷托,适合作为伴手礼(供图:埼玉工业大学)

除了这种喷涂着色的方式,如果在颗粒中混入着色剂,还可用于其他用途。还用这种“无异味又实用”的大葱来源塑料,加工成玩具用料,制成了翻转棋。棋子是用大葱原料制作,棋盘则由当地产出的稻米谷壳再生利用制成。棋子的正反两面并未采用白色和黑色,而是选用了白色和绿色,使用着色剂后,制成了色调沉稳的绿色棋子。

据悉这款翻转棋受到深谷市的关注,目前正在被研讨将其选定为2026年度该市的故乡纳税回馈礼品。2025年11月举办的翻转棋发布会上,市长小岛进也出席了发布会。日本有句谚语叫“鸭子扛着大葱来”(意为自己送上门的好事),而如今,从吃鸭锅时会用到的葱制筷托又衍生出了玩具,正可谓是“好事连连”。

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采用大葱来源塑料制作的翻转棋,棋子正反两面为白色和绿色,处处体现大葱元素(2025年12月,摄于深谷市埼玉工业大学)

将利益回馈农户是研究的原动力

本乡教授出生于埼玉县越生町,他聚焦越生町的名产——梅子,今年2月刚刚公布了用梅核制作黑色餐盘、用修剪下来的枝条制备活性炭等研究。他表示,未来也希望通过升级回收,催生更多环境友好型的“转变”。

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种植的西蓝花。在大片叶片的包裹下生长,可食用部分(圆圈标注处)非常少(2025年,摄于深谷市)

回顾此前的研究,本乡教授眼中闪着光芒说道:“即使是废弃物,只要能从中获利,经济就能运转起来。堆肥的乐趣就在于让那些难以分解成肥料的物质重获新生”。他表示,目前正在思考能否活用西蓝花去除可食用部分后剩余的大片叶片,制成其他产品。

他还表示:“农户们无论酷暑严寒都在从事繁重劳作,撑起了我们的餐桌,而消费者始终追求低价产品。我希望研究所孕育的成果,能成为收益持续回馈给农业”,让大葱为葱农带来活力。

原文:泷山展代 JST Science Portal 编辑部
翻译:JST客观日本编辑部

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