“喝西冬风”一般指没有饭吃。但是在将来，那句话的含义可能要改一改了——
2月23日，由中国科协生命科学学会结合体主办，天津市科学手艺协会、中国科学院天津工业生物手艺研究所、南开大学生命科学学院、合成生物学海河尝试室承办的2021年度“中国生命科学十猛进展交换会暨青少年科普陈述会”在天津召开。
会上，中科院天津工业生物手艺研究所所长，研究员马延和透露，颠末持久艰辛工做，二氧化碳人工合成淀粉的反响过程已经得到进一步优化；在根底研究继续深切的同时，人工合成淀粉的吨级中试安装正在调试运行，财产化过程中必需的中间性尝试即将展开。
“估计本年有望做出第一批产物，并操纵其优势特征，用于质料和半导体范畴。”马延和介绍。
▲尝试室合成的淀粉，其物量构造与天然产出淀粉完全一致
淀粉是粮食的次要成分，也是重要的工业原料，被普遍用于纺织、造药等范畴，近年来又因其构造特点在新质料等范畴有了用武之地。但因为手艺限造，不断以来只能依靠动物光合感化消费，消费周期长，对太阳能的操纵效率只要不到1%。同时，农业消费过程还消耗了大量地盘、淡水以及化肥和农药，并由此引发了一系列情况问题。
一百多年来，全球科学界不断勤奋测验考试实现淀粉的人工合成，并以此为手艺根底，最末实现淀粉甚至粮食的工业化消费——通俗的说，实现粮食的“凭空造造”、“西冬风变馒头”。那一愿景若是实现，将从底子上进步粮食的消费速度；同时对载人飞船摸索宇宙深处具有特殊意义——2018年，NASA专门提出了“百年挑战方案”，希望操纵二氧化碳消费人类保存必需的食物、燃料、质料等物资。但是，那一愿景始末未能如愿。
2021年9月，中科院天津工业生物手艺研究所结合大连化学物理所等研究团队，通过生物酶催化反响，初次实现从二氧化碳到淀粉的人工合成。按照测算，理论上1立方米大小的生物反响器年产淀粉量，相当于5亩地盘玉米种植的淀粉产量，合成速度是玉米淀粉合成速度的8.5倍。那一严重原创科研功效一经发布，即遭到全球普遍存眷。遍及认为，固然那一功效目前受限于成本等因素，间隔财产化还有间隔；但若是能进一步进步反响速度，降低成本和能源消耗，将对下一代生物造造和农业开展带来变化性影响，以至能够以二氧化碳为原料消费淀粉和各类各样的化学品，成立一条以二氧化碳为原料的新的工业道路。
对准财产化那一目的，研究团队持续优化相关反响原理，进一步提拔了反响速度，降低了过程成本，并启动了项目中试。
“从原理长进一步的优化，反响路子从11步缩短到8步，能量耗散也比此前更低了，成本大要降了有100多倍。”马延和透露。
▲二氧化碳人工合成淀粉原理图
目前，研究团队仍在努力于进一步优化反响原理，提拔能源操纵效率，降低成本。马延和暗示，估计三年之内有望把高附加值的曲链淀粉工业化，希望十年之内可以实正构成和农业种植相合作的道路，助力我国粮食平安，办事双碳战略目的。
记者：郭曦然 编纂：陈彤、霍然
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