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社評:人工合成澱粉 顛覆性的重大科技突破
http://www.CRNTT.com   2021-11-01 00:01:58


中國科學院科技攝影聯盟供圖
  中評社香港11月1日(評論員 陳鴻斌)新華社不久前報導,中科院天津工業生物技術研究所在人工合成澱粉方面取得了重要進展,在世界上首次成功推出了一種顛覆性的澱粉合成方式:不依賴光合作用,以二氧化碳、電解產生的氫氣為原料,成功生產出澱粉!相關研究成果於9月24日線上發表於《科學》期刊上。這是一條極為振奮人心的消息,也是人類發展史上一個極為重大的創新和突破。

  糧食安全對各國來說都至關重要,根據聯合國糧農組織的相關報告:2020年全世界有8.11億人面臨饑餓,比2019年多出1.61億。近23.7億人無法獲得充足的食物,比2019年增加3.2億人。未來的人工合成澱粉,也就是人類最大的熱量來源碳水化合物一旦得以解決,其意義是極為重大的,饑餓問題將迎刃而解。

  中國一貫積極推進農業生物技術進步,從遺傳雜交育種到分子設計育種,多年來一直在追趕著國際科技前沿。合成生物學被認為是影響未來的顛覆性技術。模擬自然作物光合作用,重新設計生命合成代謝過程,設計人工生物系統不依賴植物種植進行澱粉製造,這一研究潛藏著驚人的變革前景。過去幾年,《自然》等頂級期刊上發表的相關論文就不下10篇,主要集中在二氧化碳固定、人工光合作用等研究方向,但澱粉的人工合成並未實現突破。

  在人們的主食中澱粉占比很高,例如小麥含澱粉63-65%,大米大致含澱粉60-70%,不同品種的大米澱粉占比略有差異。澱粉也被稱為碳水化合物,簡單地說也是糖類,是多羥基醛或多羥基酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱,基本上是人們日常攝入熱量的主要來源,它的結構有很多種,在自然狀態下是通過光合作用合成的。

  光合作用是植物、藻類等生產者和某些細菌等利用光能把二氧化碳、水或硫化氫變成碳水化合物的過程,分為產氧光合作用和不產氧光合作用兩類;植物的光合作用的過程可分為光反應和碳反應兩個步驟。它需要陽光、水和二氧化碳的參與,屬於太陽能利用的一種方式,儘管它的理論效率可達11%,但會因為吸收不良,光合作用的呼吸要求以及最佳太陽輻射水平等影響,整體效率很低,光合效率只有太陽輻射的3%—6%。
 


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