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人工合成淀粉引發(fā)生物制造業(yè)革命

媒體：光明日報作者：齊芳 專業(yè)號：梅泥 2023-02-13 11:44:29

人工合成淀粉引發(fā)生物制造業(yè)革命

工程化測試正在緊鑼密鼓展開

光明日報天津2月5日電（記者齊芳）水+二氧化碳+電=淀粉

？這個看似天方夜譚的想法

，被中國科學家實現(xiàn)

。2021年9月

，我國首次實現(xiàn)從二氧化碳到淀粉的人工合成，令國際科學界大為驚嘆

。新年伊始

，記者從中國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所（以下簡稱“工業(yè)生物所”）了解到，這項研究又邁出重要一步

，在基礎研究繼續(xù)深入的同時

，人工合成淀粉的噸級中試裝置已經(jīng)建成，工程化測試正在緊鑼密鼓展開

。

淀粉不僅是糧食的主要成分

，也是重要的工業(yè)原料，在造紙業(yè)

、紡織業(yè)

、食品加工業(yè)、膠黏劑生產(chǎn)等領域有廣泛應用

。

在實驗室中“制造”淀粉一直是科學家的夢想——不依賴植物光合作用，而是人工合成淀粉

，不僅極大節(jié)約土地

、水等自然資源

，還將推動生物經(jīng)濟的到來，為應對人口持續(xù)增長等問題提供解決方案

。

然而

，由于人類至今沒能窺破光合作用的全部奧秘，幾十年來

，“制造”淀粉的努力一直難有突破

。直到中國科學家獨辟蹊徑，找到一條“無中生有”的技術(shù)路線

。

“完全模擬自然是不現(xiàn)實的

，也不經(jīng)濟。自然光合作用只能利用低能量密度的太陽能

，理論能量轉(zhuǎn)化效率只有2%

。我們的研究就是想探索出一條新的技術(shù)路線。”中科院工業(yè)生物所所長馬延和研究員說

。

為此

，中科院工業(yè)生物所聯(lián)合大連化學物理所研究團隊，全新設計了科研路徑

。簡單地說

，就是分解水產(chǎn)生的氫氣作為還原力，將二氧化碳加氫轉(zhuǎn)化為甲醇分子

；然后以甲醇為碳骨架和能源載體

，進一步通過酶催化的反應，合成生物大分子葡萄糖

，最后進行聚合產(chǎn)生淀粉

。

“按我國玉米淀粉平均畝產(chǎn)量計算，依目前技術(shù)參數(shù)

，理論上1立方米大小的生物反應器年產(chǎn)淀粉量

，相當于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量，而合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍

。”馬延和說

。

這項成果一經(jīng)問世，就震驚了國際學術(shù)界

。德國科學院院士曼弗雷德·雷茲

、美國工程院院士延斯·尼爾森、中國科學院院士康樂

、中國工程院院士陳堅等專家均給出了極高評價

。日本神戶大學副校長近藤昭彥說：“這項研究成果將對下一代生物制造和農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來變革性影響。”

“基礎研究的突破并不是科研終點，能否落地轉(zhuǎn)化至為關鍵

。”馬延和說

，“通過工程測試，制造過程中的能量損失要收回

、能量輸入要減少

，還要探索多條技術(shù)路線。我們希望建立工業(yè)化示范裝置

，盡早讓實驗室成果走進工廠

。”

《光明日報》（ 2023年02月06日 01版）

來源：光明網(wǎng)-《光明日報》

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