中国科学院天津工业生物技术研究所在合成淀粉方面取得了重大突破,并首次在实验室中实现了从二氧化碳到淀粉的合成过程。研究结果在线发表在世界领先的期刊《科学》上。

客观地说,这项研究是诺贝尔奖级别的突破。我相信很多人会想知道:看到这个有什么好?
让我们简要列出如果大规模使用该技术,人类生活会是什么样子。
不需要大量的耕地
降低大气二氧化碳水平,解决全球变暖问题
将太阳能转化为液化
不再在火星上种植土豆(注:宇航员在美国重磅炸弹《火星救援》中在火星上种植土豆)
这到底是怎么回事?这次我们将讨论它。
淀粉<h1级""pgc-h-right-arrow"数据跟踪""9">淀粉有什么用?</h1>
俗话说,"人活着不是为了吃饭,而是为了活着",人若想活下去,就必须吃足够的食物。如果你按成分对食物进行分类,可能有几个大类:
碳水化合物(糖)
蛋白
脂肪
无机盐
微量元素
水
其中,碳水化合物,蛋白质和脂肪为身体提供能量。我们每天吃的食物实际上都有一份营养清单,所有这些都写在上面。
碳水化合物是人类最重要的能量来源之一,而碳水化合物是由碳、氢和氧组成的,是自然界中最常见的有机化合物,因为氢与氧的比例是二比一,而水,则称为碳水化合物。
碳水化合物也分为许多种类,我们也可以将它们分为多糖和单糖。常见的多糖有淀粉、纤维素,最典型的单糖是葡萄糖、果糖。
当我们吃食物时,它含有淀粉,进入体内,它会分解成单糖"葡萄糖",葡萄糖可以在细胞中产生ATP,ATP水解可以释放出大量的能量供人类使用。
因此,淀粉其实是人类最需要的能量来源,人类作物的本质就是获取淀粉。在阳光下,植物的叶绿体能将二氧化碳和水转化为淀粉,整个过程极其复杂,各种调控和反应约60步,非常缓慢,对于利用率和转化率很低,只有2%左右。这使我们能够种植拥有大量可耕地的作物。
< h1级""pgc-h-right-arrow"数据跟踪""22">合成淀粉</h1>
这种合成淀粉的实验方法是一种不同的方法,只需要11个步骤。首先是利用太阳能分解水基氢气,这也是光合作用的启发,在无机催化剂下将二氧化碳和氢气结合成甲醇。然后甲醇被转化为三碳化合物,然后被称为六碳化合物,依此类推,就像一个构建块,最终聚合成淀粉。
与植物合成淀粉相比,操作简单,工艺很少,速度快,转化率和利用率都有了很大的提高,在天然合成淀粉之前,光能的利用率不到2%,而此时的利用率超过10%。换句话说,研究人员依靠太阳能,电力和二氧化碳和水来制造自己的淀粉。
这项技术的巨大意义不仅在于还有一种生产淀粉的额外方法,更重要的是,我们为向外太空的迁移做准备。
<H1级"pgc-h-right-arrow"数据轨道""26">太空移民的食物来源</h1>
在美国大片《火星救援》中,美国宇航员马克·沃特尼(Mark Watney)被留在火星上,他的同伴们已经离开,食物只能持续一个月左右,但他作为植物学家,在太空中种植土豆,依靠它们生存,并成功等待地球的救援。
从这部电影中我们可以看到,在美国人的想象中,人类迁徙到火星的食物来源是地球的供应,以及火星表面的农作物种植。
但我国的技术已经打破了美国人的想象,合成淀粉技术的成功,未来人类迁移到火星,不是在火星表面种植庄稼,而是可以直接利用火星表面的二氧化碳制造淀粉,使淀粉的生产周期更短,转化率更高, 可以以最低的成本获得更多的淀粉。
有人可能会说:既然淀粉可以合成,未来能种地吗?
事实上,仅通过实验室合成无法获得淀粉,仍然需要继续耕种。未来大规模生产后,有可能减少种植面积。
但除了淀粉,人类还需要维生素,而我们主要从水果和蔬菜中获取维生素,加上我们吃的水果和蔬菜主要喜欢它们的味道,所以我们不能合成水果、蔬菜,我们还是想继续种植土地。
当然,合成淀粉可以作为太空食品,但也有很多好处:节约土地,早期碳中和,农民不必工作,甚至消除世界各地的饥饿,从这些角度来看,我们的科学家合成淀粉技术非常重要,一旦大规模生产,将能够造福整个地球。
中国淀粉合成取得重大突破 中国第一个实验室实现合成淀粉 中国科学家突破合成淀粉技术#人工合成淀粉能解决粮食危机吗#