9月，我國宣布在國際上首次實作了二氧化碳到澱粉的全人工合成。
10月30日，中國農業科學院飼料研究所宣布我國首次實作從一氧化碳到蛋白質的合成，創造了22秒工業化一步生物合成蛋白質獲得率最高85%的世界奇迹，并已形成萬噸級的工業生産能力。
這一舉突破了天然蛋白質植物合成的時空限制，為彌補我國農業最大短闆——飼用蛋白對外依存度過高提供了國之利器，同時對促進國家“雙碳”目标實作深具意義。
01 乙醇梭菌
無機化合物到有機化合物的生物合成過程，是自然界最廣泛的反應之一，尤其廣泛存在于植物和微生物中，如我們熟悉的光合作用。
其實，發酵不僅存在于“分解、降解”領域，我們日常生活中的酒、醬油、饅頭都與發酵密切相關。這項一氧化碳合成蛋白質的過程，其實也是一個生物發酵過程，通過對乙醇梭菌進行改造，進而提高了蛋白質的合成效率。
乙醇梭菌蛋白是以乙醇梭菌為發酵菌種生産的一種新型菌體蛋白，最早由Abrini等人從兔子糞便中分離得到，在生産工藝中以一氧化碳為原料，進行液态發酵，發酵液經離心、幹燥後獲得高蛋白質生物飼料原料乙醇梭菌蛋白。
乙醇梭菌蛋白生産工藝流程
02 “無中生有”合成蛋白質意義重大
在我國人均肉類消費量達到60公斤的今天，這項成果的發現具有重大的意義，因為再我們肉類消費激增的同時。也意味着我國的飼養行業需要更多的飼料，而大豆等主要原料的進口數量也在不斷攀升。截止2020年的資料，我國進口大豆每年超過一億噸，本國生産的大豆産量實際隻有1960萬噸，且這是在相關政策傾斜和扶持的條件下。
我國土地資源有限，由于大豆的畝産量不高，基本上一畝有300斤左右的産量。2020年，我國現生産1960噸大豆的耕地面積是1.48億畝，粗略估算，1億噸的進口大豆至少需要7.5億畝耕地面積，也就說，我國想要實作大豆自給自足至少需要10億畝左右的耕地面積。
截止2021年8月26日，自然資源釋出會的資料顯示我國耕地面積僅19.197億畝，拿出一半以上的耕地面積種植大豆，這明顯是不現實的。
我國大豆生産成本極高，兩次大豆風波讓中國企業損失慘重，我國飼用的蛋白質原料對外嚴重依賴，依存度達80%以上。這項一氧化碳轉化蛋白質的工藝實作工業化，乙醇梭菌蛋白含量高達80%以上，遠超進口大豆，将有望徹底解決中國農業最嚴重的短闆之一。
二氧化碳合成澱粉的研究登上《Science》
“不與人争糧、不與糧争地”，此次這個研究的關鍵點就在萬噸級，而不僅是合成蛋白質。
03 其他細節補充
國内外一直有學者在推動相關研究，能夠讓乙醇梭菌蛋白生産形成産業化，制造優質飼料，開辟一條低成本非傳統動植物資源生産優質飼料蛋白質的新途徑，但研究過程困難重重，
生物發酵的問題其中之一就是發酵環境要求高。另外，乙醇梭菌蛋白的原料是成分複雜的尾氣，而這類菌株基本都是極端厭氧菌種，尾氣原料如何處理、怎麼保證發酵罐無菌/抑制雜菌，這也必須解決。
擴大規模生産往往會出現延長期增長、罐體放大後菌株與原料接觸下降導緻産能下降、長期發酵菌株活力下降等問題。
從實驗室到工業生産這一過程不是簡單的幾何比例放大，是以工業量産與實驗研究是完全兩個不同的概念。
中國農科院飼料所與北京首朗生物技術有限公司經多年聯合攻關，突破了乙醇梭菌蛋白核心關鍵技術，大幅度提高反應速度（22秒合成），創造了工業化條件下一步生物合成蛋白質收率最高85%的世界紀錄。
北京首朗生物科技有限公司是北京首鋼朗澤新能源科技有限公司旗下的，其乙醇梭菌蛋白産品注冊商标為“富漁樂”，最近獲得農業農村部頒發的我國首張飼料原料新産品證書。相關成果已在10月21-27的”十三五“科技成果上露面了，且代表的是”碳中和“技術。
雖然利用菌體蛋白不是什麼新鮮事，但這項研究的真正價值是打下基礎，利用生物發酵進行工業化生産優質飼料蛋白。
科學技術才是第一生産力，雖然國外也一直有推進相關産業，但大都處于停滞狀态，國内如今實作一定規模的量産，必将為我國在碳中和背景下的生産發展作出意想不到的貢獻！
參考文獻：
[1] 魏洪城,郁歡歡,陳曉明,晁偉,鄒方起,陳沛,鄭銀桦,吳秀峰,梁旭方,薛敏.乙醇梭菌蛋白替代豆粕對草魚生長性能、血漿生化名額及肝胰髒和腸道組織病理的影響[J].動物營養學報,2018,30(10):4190-4201.
[2] 科學日報