中国科学家突破人工合成淀粉技术，整个研究过程是怎样的？

　　必须耕种土地来满足碳水化合物的需求吗？二氧化碳将如何与氢气反应？

　　9月23日，中国科学院召开今年首次新闻发布会，介绍天津工业生物技术研究所在合成淀粉方面取得的重要进展。研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法，不依赖植物光合作用，以电解产生的二氧化碳和氢气为原料，成功生产淀粉。它在世界上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，使淀粉生产从传统的农业种植模式向工业车间模式转变成为可能，取得了原创性突破。相关研究成果于9月24日在线发表于《科学》杂志。

　　科学家研究人工合成淀粉的过程是怎样的？

　　淀粉是粥和米饭中最重要的碳水化合物，是面粉、大米和玉米，的主要成分，也是重要的工业原料。

　　目前，淀粉主要是由绿色植物通过光合作用固定二氧化碳合成的。在玉米，等作物中，二氧化碳转化为淀粉涉及60多种代谢反应和复杂的生理调节，而太阳能的理论利用效率不到2%。农作物通常需要几个月的时间才能生长，需要使用大量的土地、淡水、化肥等资源。

　　“长期以来，研究人员一直致力于改善光合作用的生命过程，希望提高二氧化碳的转化率和光能的利用效率，最终提高淀粉的生产效率。”论文作者、天津工业生物技术研究所所长马延和，中科院，直言不讳地说。

　　那么，除了光合作用，有没有更有效的方法用二氧化碳生产淀粉呢？

　　为了解决这一问题，中科院， 天津工业生物技术研究所的研究人员设计了一种从无到有11个主要步骤的非自然二氧化碳固定和人工淀粉合成的新方法，并在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。

　　研究团队采用了类似的“积木”方式，与中科院， 大连，化学物理研究所联手，在高密氢能的作用下，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳还原成碳一(C1)化合物，然后设计构建了一种新的碳一聚合酶，根据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成C3化合物。最后，通过生物优化将C3化合物聚合成成碳六(C6)化合物，进而合成直链淀粉和支链淀粉(Cn)化合物。

　　“这种人工方式的淀粉合成速率是玉米，的8.5倍，向实现设计自然、超越自然的目标迈进了一大步，为创造新的功能生物体系提供了新的科学依据。”该论文的第一作者、中科院， 天津工业生物技术研究所蔡韬，副研究员说。

　　在能源供应充足的情况下，按照目前的技术参数，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国玉米种植5亩土地的平均年产量。这一成果使传统的淀粉生产农业种植模式转变为工业车间模式成为可能，为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。这也算是对二氧化碳的一种循环利用，可以对碳中和起到一定的帮助，推荐大家关注碳中和概念。

　　中科院院士赵国屏说，这是一项具有重大意义的科研成果。这就是有关中国科学家突破人工合成淀粉技术的全部内容了，希望对大家有所帮助。