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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


 
  植物和藻類在全世界無處不在,是全球碳水化合物以及氧氣的極其重要的來源,如果沒有光合作用就沒有地球生命存在的基礎。

  從光合作用的反應式來看似乎非常簡單,但要用人工合成來代替光合作用,這就是代替了自然界經過億萬年演化而來的生物化學過程,其難度可想而知!這一人工合成的效率可達自然界農業生產方式的8.5倍,1立方米的生物反應容器可達5畝耕地的玉米產量,未來的農業生產將真的幻變為工業化生產。

  那麼用什麼來合成澱粉呢?二氧化碳!這無疑是人類發展史上最有價值的一舉兩得!

  如果產業化成功,未來大規模合成澱粉,就需要天文數字般的二氧化碳氣體,這些二氧化碳從哪裡獲取?它可以來自二氧化碳含量很高的工業廢氣,比如重要的工業產品石灰石的生產中就會產生大量的二氧化碳,100噸石灰石在生產過程中會分解產生約44噸二氧化碳。

  原本這些不是排入大氣層就是生產工業二氧化碳,如果在大規模應用下,甚至可以收集大氣層中的二氧化碳來製造澱粉,因此導致全球變暖的溫室氣體來源被阻斷,所以巴黎協定中設定的減排路線,在大規模合成澱粉的情況下將會更容易實現。

  相關論文中也提到了核磁共振等檢測發現,人工合成澱粉分子與天然澱粉分子結構組成是一致的,也就是說和天然澱粉沒有區別,是可以食用的。當然在正式上市銷售以前,一定會經過大量的試驗,以確定其生物安全性。

  項目組早在2018年7月就首次成功合成了澱粉,但並未急於發佈這一消息。當看到“澱粉藍”時,專案組首先確定了合成的具體條件,排除假陽性出現的可能性,然後再安排不同人員重複合成澱粉的工作。在確定實現碳一化合物到澱粉的人工合成後,專案組繼續著手提高人工澱粉的合成效率,此後兩年多時間將合成效率提高100多倍。人工合成澱粉儘管離實際應用還有很長一段距離,但已展現了未來產業化應用的潛力。專案組從重新設計自然代謝途徑開始,將自然澱粉60多步複雜的合成過程簡化至11步,最後專案組又逾越了化學和生物協同催化的障礙,利用高密度的電氫能合成澱粉分子,跨越了生化反應能量傳遞的鴻溝,其理論能量轉化效率是玉米的3.5倍。
 


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