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天津建造吨级CO2淀粉装置 世界速递

来源：科普大世界    时间：2023-05-31 08:04:47

还记得中科院天津和大连的两家研究所发明的二氧化碳合成淀粉的技术吧？现在生产设备已经有了，准备论吨造！


(资料图片)

在今年5月27日举行的中关村论坛第二届碳达峰碳中和科技论坛上，中科院天津工业生物技术研究所所长马延和对外宣称：二氧化碳人工合成淀粉的吨级中试装置已经建成，目前正在进行测试！

二氧化碳人工合成淀粉的科研成果诞生于2021年9月，是中科院天津工业生物技术研究所联合大连化物所合作研发，通过11步生化反应生成淀粉，在全球首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。

目前我们所吃的淀粉都是植物天然合成的，主要来自玉米、红薯、小麦等，但从根本上来说，它是植物通过光合作用将空气中的二氧化碳和水吸收并转化成淀粉的。

这一过程看似简单，但是科学家研究发现植物将光能和二氧化碳水变成淀粉的转化过程经历了60多个生化步骤，合成过程相当复杂。

天津工生所和大连化物所发明的合成方法极具创新，只需要11个生化步骤变成合成淀粉，简化了植物合成淀粉的步骤，而且不需要阳光的参与。

投入实际应用的话，一立方米大小的生物反应器中能够合成的淀粉量与五亩玉米相当，这一技术如果成熟并投用的话，无疑将可大大节省农业土地，粮食安全问题大大缓解，二氧化碳这种废气的排放问题同样能得以缓解，而且本来属于废气的二氧化碳还会用作生产淀粉的原料，从而成为一种有用的资源。

这一科研成果在《自然》杂志上公布之后，迅速引起了世界关注，今年4月下旬，“二氧化碳到淀粉的人工合成”项目还荣获了2022年度天津市自然科学特等奖。

两家研究所的科学家们是怎样找到这样的一种方法的呢？实际上还是在植物的淀粉合成途径中得到了启发，马延和介绍称太阳能传递到淀粉的本质是碳还原并逐步从简单分子聚合到复杂分子的生化过程。科研人员根据这一理念，通过融入其他方法简化了合成步骤，从而自下而上设计了淀粉合成生化途径。

实际上研究者们是通过大量的化学公式，找到最简单的合成途径，他们先是从海量的生物化学反应数据中设计出了一条二氧化碳，转化为淀粉的虚拟生成途径，之后试验了来自动物、植物和微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，选择转化效果最佳的10种酶，又将二氧化碳与水合成的一碳甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，接下来再转化为六碳的磷酸葡萄糖，然后再转化为淀粉，合成过程就完成了。

通过试验，科研人员也的确用这种方法制造出了淀粉，说明方法是可行的，这一合成路径仅涉及11步生化反应，大大简化了植物生成淀粉的时间和工序，所以能在制备时超过玉米等植物通过光合作用制造淀粉的效率。

下一步就是看投入和产出比了，按照试验所需的步骤，制造相关的生产设备，通过试验来检验是否经济可行。

如今，距离科研成果的发布还不足两年时间，二氧化碳人工合成淀粉的吨级中试装置已经建成，也就是说验证二氧化碳合成淀粉技术的合成装置已经造出来了，虽然还是个试验装置，但是淀粉的合成产量却是要以吨来算，“吨级”也说明这是一个相当大的生产装置，距离市场化生产或远不远。

废气论吨变淀粉，之前真是不敢想像！如果在接下来的实验中发现产出效益大于投入资金，合成出来的淀粉成本小于市场价格，那将对现有的淀粉生产造成极大冲击，以后我们吃的淀粉很可能都不是来自植物，而是来自空气了，难怪有网友说“人类的吃喝或许真的靠西北风就行了”！

马延和还说，“二氧化碳人工合成淀粉”技术将在理论、技术和工程上同步推进，在通过试验检验理论的同时，还将致力于生产环节的简化，成本可能进一步降低，二氧化碳造淀粉的规模化生产很可能在不远的将来就会成为现实。

消息来源：新京报5月28日报道《中科院天津工生所马延和：二氧化碳人工合成淀粉吨级中试装置建成》

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