世界首例!二氧化碳人工合成“变身”淀粉,你敢吃吗?

B站影视 电影资讯 2025-06-09 18:21 2

摘要:下次别再说自己穷的喝西北风了,我国成功用二氧化碳合成淀粉,凭“空”也能吃饱!不过二氧化碳作为全球变暖的帮凶,为何要用它来合成淀粉呢?如果该技术得到了大范围推广,以后就不用再种粮食了吗?

下次别再说自己穷的喝西北风了,我国成功用二氧化碳合成淀粉,凭“空”也能吃饱!不过二氧化碳作为全球变暖的帮凶,为何要用它来合成淀粉呢?如果该技术得到了大范围推广,以后就不用再种粮食了吗?

为何用二氧化碳合成淀粉?

据联合国数据显示,2023年全球约有7.33亿人正在面临饥饿,在情况最严重的非洲,每5人就有1人处在饥饿之中。粮食安全作为国家安全的基础,我国在2006年提出了18亿亩耕地红线,而谷物粮食中的淀粉含量在65%以上,所以人工合成淀粉说到底还是为了粮食安全。

二氧化碳是一种很常见的气体,人体有氧呼吸生成糖类呼出二氧化碳,糖类其实就是碳水化合物,而淀粉说白了就是葡萄糖分子合成的高分子碳水化合物,所以二氧化碳本质上和淀粉是“同宗同源”的,那么二氧化碳是如何合成淀粉的呢?

二氧化碳如何“变”淀粉?

于是我国在2015年就开启了对合成淀粉的研究,最终在2021年取得了重大突破,中国科学院天津工作所首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成。这种方式将自然界中淀粉合成涉及到的60余步生化反应缩短到了11步,实现了“光能-电能-化学能”的能量转变。

原理就是模仿植物的光合作用,先利用催化剂将二氧化碳还原成甲醇,然后根据化学聚糖反应将其合成碳三化合物,之后通过生物途径(酶)合成碳六化合物,最后进一步合成支链淀粉(Cn化合物),至此二氧化碳摇身一变就成淀粉了。

数据显示,通过人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍,理论上1立方米的生物反应器年产淀粉量,差不多是5亩玉米种植的年平均产量了。不过虽然我国实现“从0到1”的原创性突破,但是正因为之前从未有过合成淀粉,不禁让人疑惑它和自然界的淀粉一样吗?到底能不能吃呢?

人工合成淀粉能吃吗?

在成功合成淀粉后科学家们就对其进行了核磁检测,它与自然界淀粉的分子结构是一模一样的,两者几乎没有区别,完全可以正常食用,这下真的是凭“空”变出馒头了。不过它俩还是有着细微上的差别,那就是人工合成的淀粉更具优势!

第一它的周期更短,玉米从播种到成熟大概需要3-4个月的时间,而人工合成淀粉仅需2-3天就能完成;第二它的能量转化效率更高,玉米的能量转化效率仅为2%左右,而合成淀粉是玉米的3.5倍;第三合成淀粉的产量优势,1立方米生物反应器相当于5亩玉米地一年的产量。与人工种植相比,合成淀粉还不占用土地、淡水等资源,那以后就不用种地了吗?

未来主粮不再依赖耕地?

合成淀粉完成“从0到1”的突破后,科研团队就开始后续“从1到10”和“从10到100”的转换了,二氧化碳合成淀粉的吨级中试装置在2024年就已经建成应用了,标志着合成淀粉技术距离产业化又近了一步,未来的主粮也不再依赖土地耕种,而是从车间造出来。

不过话说回来,目前人工合成淀粉的成本还比较高,科研团队还面临着成本挑战,等成本降到比农业种植还低的时候,合成淀粉就走上了康庄大道。但粮食安全始终是国之大计,发展合成淀粉并不代表放弃了农业种植,耕地才是粮食生产的命根子。

参考资料:

《联合国报告:全世界每11人中就有1人面临饥饿》——联合国新闻

《不同淀粉的形态结构、营养特性及质量控制技术研究进展》——中国畜牧杂志

《从二氧化碳到淀粉人工合成研究取得原创性突破》——中国科学院

来源:脑洞知识句

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