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    從無到有顛覆性突破!我國科學家突破人工合成淀粉技術

    2021-09-26 15:54:24來源:化工儀器網 閱讀量:5699

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    導讀:中國科學院天津工業生物技術研究所(以下簡稱中科院天津工業生物所)的科研團隊經過6年探索,在實驗室里首次實現了淀粉分子的人工合成。相關成果北京時間24日由國際學術期刊《科學》發表。
      【食品機械設備網 熱點要聞】淀粉是什么?高分子碳水化合物,由葡萄糖分子聚合而成的多糖,是維持人體正常機能所必須的營養物質之一。我們每天吃各種主食,就是為了從大米小麥里面攝取淀粉。
     
      二氧化碳是什么?空氣的組成部分之一,在自然界中含量豐富,但是隨著工業化進程的發展,二氧化碳的含量已經超出了正常范圍,成為了溫室效應元兇之一。
     
      低碳減排已經成為全球共識,但是除了低碳減排之外,如何有效捕獲利用二氧化碳并轉化成經濟價值推動市場發展,同樣是降低自然界二氧化碳含量的重要舉措之一。2021年六月我國發改委《關于請報送二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)項目有關情況的通知》以及冰島近期投放的二氧化碳捕集器Orca都是為了應對溫室氣體排放量過多的問題。但是捕獲后的二氧化碳如何處理,對于以收益為導向的市場經濟來說,并沒有很大的吸引力。
     
      讓人振奮的是,中國科學院天津工業生物技術研究所(以下簡稱中科院天津工業生物所)的科研團隊經過6年探索,在實驗室里首次實現了淀粉分子的人工合成。相關成果北京時間24日由國際學術期刊《科學》發表。
     
      不依賴植物光合作用,以二氧化碳為原料,直接人工合成淀粉,聽起來如同天方夜譚,但是它確實由我國科學家用現代科學技術創造的顛覆性成果。這是國際上首次創建出電/氫能驅動二氧化碳從頭合成淀粉的途徑,比自然路線反應步數更少,淀粉合成速率更快,約為傳統農業生產淀粉的8.5倍。
     
      與環境問題一樣,食物問題一直是全球發展的重要問題之一。無論是雜交水稻還是轉基因食物,都是科學家們為了提高糧食產量,獲得更多淀粉所作出的努力。但是農作物受到生長周期和種植面積以及天氣狀況的制約,想要快速獲取更多淀粉,一直是科學界難題之一。
     
      2015年,中科院天津工業生物所科研團隊啟動了人工合成淀粉項目。計劃將熱電廠和水泥廠排放的高濃度二氧化碳分離出來作為原料,將低密度太陽能轉化為高密度電/氫能作為能源,形成簡單的碳氫化合物,然后再設計出從碳氫化合物到淀粉的生物合成過程。經過各種優化,科研團隊成功將從二氧化碳到淀粉的合成途徑簡化至11步,并實現了精準調控。人工合成淀粉在核磁共振等檢測手段下,表現模式和自然生產的淀粉別無二致。
     
      據了解,人工合成淀粉項目成果目前尚處于實驗室階段,離實際應用還有距離。但是按照目前的技術參數,在能量供給充足的條件下,1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地玉米種植的淀粉平均年產量,這為淀粉生產的車間制造提供了可能。
     
      參考資料:中國科學報

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