人工二氧化碳合成澱粉

2019年9月23日，中科院召開新聞發布會宣布中國科學院天津工業生物技術研究所在澱粉人工合成方面取得了突破性進展。會上，中科院副院長、黨組成員周琪表示，當今世界面臨全球氣候變化、糧食安全、能源資源短缺、生态環境污染等一系列重大挑戰，科技創新已成為重塑全球格局、創造人類美好未來的關鍵因素。二氧化碳的轉化利用與糧食澱粉工業合成，正是應對挑戰的重大科技問題之一。該成果目前尚處于實驗室階段，離實際應用還有相當長的距離，後續還需要盡快實現從“0到1”的概念突破到“1到10”和“10到100”的轉換，最終真正成為解決人類發展面臨重大問題和需求的有效手段和工具。

澱粉（amylum）是一種多糖。制造澱粉是植物貯存能量的一種方式。分子式(C6H10O5)n。澱粉可以看作是葡萄糖的高聚體。澱粉除食用外，工業上用于制糊精、麥芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于調制印花漿、紡織品的上漿、紙張的上膠、藥物片劑的壓制等。

生粉是各種澱粉的總稱，在我國有些地方把生粉稱做菱粉，有些地方又叫團粉。各地方的叫法有些不同。生粉在我們做菜肴時主要用來勾芡、上漿、挂糊和拍幹粉之用。在做面食時可以用來做薄面，比如說在擀制面皮時撒上生粉防粘。還可以用來在制作糯米面食品時來調節糯米面的黏性，改善糯米面食品的口感。

澱粉是人類糧食的最主要成分，同時也是重要的工業原料。目前澱粉主要由農作物通過光合作用，将太陽光能、二氧化碳和水轉化而成。

植物們隻能利用空氣中低濃度的二氧化碳（ 0.04% ）、低能量密度的太陽能，并且需要 3 - 4 個月的生長周期，而且合成路徑十分複雜，需要經過六十多道工序才能産生澱粉。

所以天然光合作用的生産效率是極低的，自然界中植物的光合作用，理論上的能量轉化率僅為 2% 左右。

該項研究的技術成果毫無疑問是具有重大創造性意義的。它的相關成果使澱粉生産的傳統農業種植模式向工業車間生産模式轉變成為可能，并為二氧化碳原料合成複雜分子提供了新技術路線。如果未來該系統過程成本能夠降低至與農業種植相比具有經濟可行性，将可能節約90%以上的耕地和淡水資源，同時減少農藥、化肥等對環境的負面影響，提高人類糧食安全水平，促進碳中和的生物經濟發展，推動形成可持續的生物基社會。

不僅如此，該成果還得到國内外相關領域專家的高度評價，認為是“典型的0到1原創性突破”，是“擴展并提升人工光合作用能力前沿研究領域的重大突破，是一項具有‘頂天立地’重大意義的科研成果”，其“不僅對未來的農業生産、特别是糧食生産具有革命性的影響，而且對全球生物制造産業的發展具有裡程碑式的意義”，“将在下一代生物制造和農業生産中帶來變革性影響”。

　　該研究獲得中科院重點部署項目、天津市合成生物技術創新能力提升行動等資助和支持，是國家合成生物技術創新中心的重點研究方向。

合成生物技術是對天然或人工生物元器件進行設計組合，獲得重構或非天然的新生命系統的技術。

它有目的的設計、改造乃至重新合成生命體，包括設計構建新型人工生物元器件、人工基因組、人工細胞等，是典型的生物學與工程學、信息學、材料學等多學科交叉融合的新興技術，廣泛應用于生物制造、生物醫藥、農業、資源環境等領域。

而二氧化碳人工合成澱粉技術的發展，不僅可以為解決人們的溫飽問題提供一個新思路，還有利于減少碳排放，促進碳中和的實現。期待未來的某一天能夠看到這項技術的更多突破性進展。