用大氣制造餃子皮？中國科學家最新研究有點牛！|前沿熱點

中國科學家最近首次報道了從二氧化碳（CO 2）合成人造淀粉的完整路線。相關結果發表在科學雜志上。

這條新的工藝路線使淀粉生產方式從傳統的農業種植向工業制造轉變成為可能，為從CO 2合成復雜分子開辟了新的技術路線。

淀粉是糧食的主要成分，也是重要的工業原料。目前主要由玉米等作物通過光合作用固定CO 2產生。這個過程涉及大約60個生化反應以及復雜的生理調節。該工藝的理論能量轉換效率僅為2%左右。

(資料圖片)

迫切需要可持續供應淀粉和利用 CO 2 的戰略來克服人類面臨的重大挑戰，例如糧食危機和氣候變化。設計植物光合作用以外的新途徑將 CO 2轉化為淀粉是一項重要的創新科技任務，并將成為當今世界的一項重大顛覆性技術。

為了解決這個問題，中科院天津工業生物技術研究所（TIB）的科學家們設計了一種化學酶系統以及一種僅由11個核心反應組成的人造淀粉合成代謝路線，將CO 2轉化為淀粉。

這條路線是通過“積木”策略建立的，其中研究人員集成了化學和生物催化模塊，以生物技術創新的方式利用高密度能量和高濃度 CO 2。

研究人員通過解決底物競爭、產物抑制和熱力學適應等問題，使用空間和時間隔離系統地優化了這種混合系統。

人工途徑可以從 CO 2 中生產淀粉，其效率是玉米中淀粉生物合成的 8.5 倍，表明向超越自然邁出了一大步。它為創建具有前所未有功能的生物系統提供了新的科學基礎。

“按照目前的技術參數，在不考慮能量輸入的情況下，一立方米生物反應器的年淀粉產量理論上相當于種植 1/3 公頃玉米的淀粉年產量，”該研究的第一作者蔡濤說。研究。

這項工作將為從 CO 2工業制造淀粉打開一扇窗。

該研究的通訊作者馬彥河說：“如果未來該過程的總體成本能夠降低到經濟上可與農業種植相媲美的水平，預計將節省90%以上的耕地和淡水資源。”

此外，它還有助于避免使用農藥和化肥對環境的負面影響，改善人類糧食安全，促進碳中和生物經濟，最終促進可持續的生物社會的形成。

TIB從2015年開始專注于人造淀粉生物合成和CO 2 的利用，開展這種以需求為導向的科技研究，匯聚各類創新資源，加強“學科、任務、平臺”的整合，實現研究工作的有效協調。

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