這幾天,一則來自農科院的消息,讓很多人感到有點不可思議。
說的是中國在生物合成領域取得重大突破性進展,全球首次實現從一氧化碳到蛋白質的合成,并已形成萬噸級工業産能。
好家夥,不僅可以合成蛋白質,而且還有大規模的生産能力。
對了,别弄混了!
上次那個是二氧化碳合成澱粉,它還在實驗室階段,并沒有到實際應用。
那麼問題來了:
它怎麼就從一氧化碳變成蛋白質的?
對于中國來說意味着什麼?
一氧化碳變成蛋白質首先我們要知道,一氧化碳是有害氣體,最為常見的就是汽車尾氣,此外還有煉鋼、煉鐵、煉油、煉焦等一系列工業行為都會産生大量一氧化碳。
而蛋白質是由20種不同氨基酸連接形成,主要由碳、氫、氧、氮等化學元素組成。
蛋白質的天然合成通常要在植物或植物體内具有固氮功能的特定微生物體内,由自然光合作用形成碳水化合物的糖類,再經過三羧酸循環途徑多個複雜的生物轉換與酶促反應,形成蛋白質合成需要的氨基酸,進而合成為蛋白質。
所以原理上,從一氧化碳直接合成蛋白質是不可能的!
因為一氧化碳隻有碳和氧兩種元素,而蛋白質中最核心元素就是氮,想一想生活中的化肥是不是都含氮?
于是我點了一根煙,又仔細看了一下農科院關于這篇報道裡面的細節部分。
文章指出這是利用生物發酵技術,将一氧化碳、氨(這裡面有極其重要的氮原子)和水(這裡面有極其重要的氫原子),通過微生物的作用,在經過一系列極其複雜的生物化學反應,從而合成蛋白質。
這裡透露了核心要點,一氧化碳是要和氨和水反應才行。
嗯!這就對上了!
一氧化碳确實是可以與氨經氧化反應變成氨基酸,而氨基酸是蛋白質的基本組成單位。氨基酸就像磚塊,大量氨基酸的縱向連接就變成肽鍊,若幹條肽鍊的纏繞就變成蛋白質。
關鍵點來了,這次使用的是微生物發酵技術,采用的是乙醇梭菌。
這玩意其實早在 1994 年的時候就已經被發現了,當年是在兔子糞便裡面分離出來的。在生産工藝中,可以用一氧化碳作為原料來進行液态發酵,發酵液經離心、幹燥後就能獲得高蛋白質的生物飼料原料 - 乙醇梭菌蛋白。
雖然我們不是最早發現的那個人,但是我們對它做了改良,乙醇梭菌“Plus版本”的生長速度加快了。
具體有多快呢?
依靠改良後的乙醇梭菌發酵合成的時間非常短,從一氧化碳變成蛋白,僅僅需要 22 秒,并且創造了工業化條件下一步生物合成蛋白質收率最高 85% 的世界紀錄。
打破國外大豆進口值得注意的是,此次合成的蛋白質并不是給人吃的,而是類似于大豆用來做飼料用的。
大豆大家都知道,雖然不是什麼買不起的東西,但國内需求量大,而我國産量不足以供給,長期依賴大量進口。
據統計,中國對外大豆的依賴度達到了80%以上,每年的進口量幾乎都在1億噸左右。雖然中國百姓直接消費的大豆量并不算多,但是進口的大豆多用來榨油後,剩下的豆粕則主要當做飼料用來喂養牲畜。
在中美貿易沖突最激烈的時候,大豆就成了别人的一個籌碼,所以如何降低大豆進口,一直以來都是我們非常重視的問題。
此次的一氧化碳合成蛋白質就讓我們看到了希望,說到這個,兄弟們!感覺賺錢的項目來了哈!
大家可以開始專注研發汽車尾氣收集器,隻要裝上這個收集器就可以高效收集汽車尾氣,同時不影響汽車功率。再把收集好的尾氣處理提純,最後賣給生物公司用以合成蛋白質飼料。
嗯!想想這個市場是不是很大呀!(開個玩笑^_^)
感悟好了!言歸正傳,這個成果确實對緩解大豆進口依賴有很大幫助,并且現在已經實現了産業化,萬噸級,這是什麼概念呢?
我國年進口大豆近1億噸,主要來自美國,所以漂亮國擁有了大豆價格的絕對控制權。
萬噸級的工業化産線,就能代替2.8萬噸的大豆,如果全國再多搞點的生産線,那每年能減少不少大豆進口,這對緩解大豆蛋白的需求是實打實的利好。
如今中國不但掌握了這個技術,而且已經能工業量産了,這意味着農業飼養這塊,我國農業最大的短闆徹底解決了,飼料可以工業化後,畜牧業的發展簡直就會是天翻地覆的變化,糧食安全問題也可以完全不用依賴别人,就不用被别人掐住脖子了。
以後我國的蛋白飼料可以自給自足,首先是省錢,其次方便了。國内生産,哪裡需要就運到哪裡。不管怎麼樣,那都是中國人自己生産自己消耗。
更重要的是,由于原料是一氧化碳這樣的工業尾氣,對碳中和目标的實現也起到了很大的作用。
以前工業發展了,環境沒了,而現在不但不存在環保這個問題,廢氣反而變成财富,是真正的點石成金術啊!
前有二氧化碳合成澱粉,今有一氧化碳和氮氣合成蛋白蛋!意不意外?驚不驚喜?這是什麼節奏?祖國科技大爆發的節奏太猛了!
講真,當這些技術成果成熟化,産業化,小型化以後,結合中國的能源技術,空間探索技術,建立月球基地都離我們越來越近了!
啥也不說了,讓我們為農科院的科學家們點贊!
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