【這些年，我們創(chuàng )造的奇跡④】

　　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(kāi)

　　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(gè)看似天方夜譚的想法，被中國科學(xué)家實(shí)現。2021年9月，我國首次實(shí)現從二氧化碳到淀粉的人工合成，令國際科學(xué)界大為驚嘆。新年伊始，記者從中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“工業(yè)生物所”）了解到，這項研究又邁出重要一步，在基礎研究繼續深入的同時(shí)，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(kāi)。

　　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(lǐng)域有廣泛應用。

　　在實(shí)驗室中“制造”淀粉一直是科學(xué)家的夢(mèng)想——不依賴(lài)植物光合作用，而是人工合成淀粉，不僅極大節約土地、水等自然資源，還將推動(dòng)生物經(jīng)濟的到來(lái)，為應對人口持續增長(cháng)等問(wèn)題提供解決方案。

　　然而，由于人類(lèi)至今沒(méi)能窺破光合作用的全部奧秘，幾十年來(lái)，“制造”淀粉的努力一直難有突破。直到中國科學(xué)家獨辟蹊徑，找到一條“無(wú)中生有”的技術(shù)路線(xiàn)。

　　“完全模擬自然是不現實(shí)的，也不經(jīng)濟。自然光合作用只能利用低能量密度的太陽(yáng)能，理論能量轉化效率只有2%。我們的研究就是想探索出一條新的技術(shù)路線(xiàn)。”中科院工業(yè)生物所所長(cháng)馬延和研究員說(shuō)。

　　為此，中科院工業(yè)生物所聯(lián)合大連化學(xué)物理所研究團隊，全新設計了科研路徑。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是分解水產(chǎn)生的氫氣作為還原力，將二氧化碳加氫轉化為甲醇分子；然后以甲醇為碳骨架和能源載體，進(jìn)一步通過(guò)酶催化的反應，合成生物大分子葡萄糖，最后進(jìn)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，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(shuō)。

　　這項成果一經(jīng)問(wèn)世，就震驚了國際學(xué)術(shù)界。德國科學(xué)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(xué)院院士康樂(lè )、中國工程院院士陳堅等專(zhuān)家均給出了極高評價(jià)。日本神戶(hù)大學(xué)副校長(cháng)近藤昭彥說(shuō)：“這項研究成果將對下一代生物制造和農業(yè)發(fā)展帶來(lái)變革性影響。”

　　“基礎研究的突破并不是科研終點(diǎn)，能否落地轉化至為關(guān)鍵。”馬延和說(shuō)，“通過(guò)工程測試，制造過(guò)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(xiàn)。我們希望建立工業(yè)化示范裝置，盡早讓實(shí)驗室成果走進(jìn)工廠(chǎng)。”

　　《光明日報》（ 2023年02月06日 01版）