未来用二氧化碳“生产”粮食？科学家的脑洞确实有点大。
解放日报•上不雅观***带你理解这项“无中生有”的成果。

【玉米从播种到淀粉成熟需100-150天】

很多网友感叹，戒不掉碳水带来的快乐。
淀粉，正是高分子碳水化合物，其在粮食中的占比高达70%到80%。

人类的食品是大自然光合浸染的赠送。
一万多年来，农业栽种是生产淀粉的唯一路子。
农作物通过光合浸染，将太阳光能、二氧化碳和水转化为淀粉。

然而，农作物的栽种常日须要较长周期，还需利用大量地皮、淡水等资源。
以玉米为例，从播种到淀粉成熟需100-150天，涉及超过60步的代谢反应和繁芜的生理调控，太阳能的利用效率不超过2%。

有没有效率更高的生产淀粉的办法呢？在科学家眼里，人工光合浸染的研究是一尊“化学圣杯”。
长期以来，他们一贯在努力改进光合浸染这生平命过程。

【未来工业车间生产淀粉成为了可能】

人工合成淀粉项目首席科学家马延和提出，能否跳出“自然光合浸染”的框架，用二氧化碳人工合成淀粉呢？

故意思的是，科研职员先将二氧化碳转化成甲醇，再将甲醇合成淀粉。
其难点在于，自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。
于是，他们挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，再优中选优，利用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。

乔婧科研助理、蔡韬副研究员、马延和研究员、朱蕾蕾研究员、孙红兵科研助理（从左至右）

“就像酿造啤酒一样，我们创制了一条利用二氧化碳和电能合成淀粉的人工路线。
”天津工业生物所副研究员蔡韬见告解放日报•上不雅观***，他们将约60步的代谢反应简化为11步，淀粉的生产效率是玉米光合浸染的8.5倍。

全体过程可在一个生物反应器中进行。
按照目前技能参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米的生物反应器年产淀粉量相称于5亩玉米的淀粉年均匀产量。

这一研究成果使淀粉从传统农业栽种模式向工业车间生产模式转变成为了可能。
未来，大概不须要种地，也能知足我们对碳水的爱好。

【什么时候可以实现工业化生产】

研究显示，现在大气中的二氧化碳等温室气体数量可能处于过去300万年来最高水平。
这次打破为二氧化碳合成繁芜分子开辟了新的技能路线。

什么时候可以实现工业化生产呢？“现在只是根本理论的打破，间隔工业化还有很长的路要走。
”蔡韬再三强调，核心还是经济性问题，人工合成淀粉的效率有待连续提高。

如果未来该人工合成过程的本钱能够进一步降落，与农业栽种比较具有经济可行性，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，促进碳中和的生物经济发展。

未来，值得期待。

栏目主编：黄海华 笔墨编辑：黄海华 图片编辑：朱瓅

题图和内图来源：新华社

来源：作者：黄海华