成就不亚于人类登月：“二氧化碳转淀粉项目”荣获自然科学特等奖

粮食，是人类千百万年来赖以生存的重要因素。

历史上因缺粮，而导致的王朝更迭，农民起义，杀伐暴乱事件比比皆是。

时至今日，非洲大部地区，乃至战乱国家仍有缺粮的困扰。

“没有电，夜晚大不了点蜡烛，没有汽油，出门大不了骑自行车。”

然而没有粮食，正常人的生命不会撑得过一周时间。

所以说，粮食不仅是每个人必需品，更是是一个国家的命脉所在。

而粮食中，能给予人类能量的重要成分即是淀粉。

人体在摄取淀粉后，会在体内转化为葡萄糖，葡萄糖是单糖，可以给每一个细胞提供动能。

所以说淀粉存在的意义，是生命延续的基础。

古往今来，淀粉的产出不外乎是在从农作物中提取。

果实类作物如：玉米、小麦、大米、豌豆……

根茎类作物如：土豆、地瓜、木薯、葛根等等。

植物通过光合作用，将二氧化碳在内体转化成淀粉。

地球自有生命到现在的亿万年来，“淀粉只产于植物”这铁一般的规律始终没有被打破。

然而让人意想不到，2021年9月，中国科学院天津工业生物技术研究所，首次实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成工作。

值得骄傲的是，这个连科幻作家都不敢想象的宏伟工程，在人类的历史上，第一次由我国科学家首先完成。

《天津日报》2023年4月27日报道，“二氧化碳到淀粉的人工合成”项目荣获2022年度天津市自然科学特等奖。

没有理论技术指导，没有可参考案例，一切从零开始。

6年来，天津工业生物所，在这一科技的空白区蹚出了属于自己的一条路。

原理是利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（C1）化合物。

然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物。

最后通过生物途径优化，将碳三化合物又聚合成碳六（C6）化合物。

再进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物）。

有人可能会有疑惑，仅仅是人工合成出淀粉，这又有什么重大意义呢？

实验室初步测试显示，人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍。

在充足能量供给的条件下，按照目前技术参数，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5亩玉米地的年产淀粉量。

在我国科研人员孜孜不倦的努力下，终于完成了这一“人定胜天”的壮举。

在农作物的自然合成淀粉中，将二氧化碳转变为淀粉会涉及六十多步的代谢和复杂的生理调控，太阳能的利用率不到百分之二。

农作物的生长周期长，又占用了大量的土地和淡水资源。

而人工合成淀粉则不需要那么多的土地和水资源，产出效率就达农作物的八九倍。

试想一下，未来仅仅占用一个城市面积的淀粉生产基地，就可以产出供应全国663个城市的淀粉使用量，那将是多么不可思议的事情。

淀粉对人类的生活很重要吗？

要说淀粉的应用，可以说与我们每天生活都离不开。

酒精

淀粉是酿制酒精和食用酒的主要原料，酒精可应用于工业、医疗、化工等领域，可用做催化剂、消毒剂、助燃剂及燃料。

在饮用酒领域，现在大部分酒厂酿造白酒或啤酒，都是淀粉按比例掺入粮食及其他增香材料酿制的。

口感与纯粮酿造相差无几。

味精

众所周知，谷氨酸钠俗称的“味精”，其主要原料就是淀粉，淀粉在转化为谷氨酸钠后，还可制成“鸡精”、“生抽”等调味料，得益于淀粉廉价的成本，给我们的生活增添了别样的“鲜”味。

葡萄糖

葡萄糖是很多食品的添加剂，也是医疗上给人体补充能量的主要来源，葡萄糖注射液想必我们每个人都曾使用过。

葡糖糖不仅在食品领域多有应用，更是在建筑上大放异彩。

葡糖糖酸钠是建筑混凝土理想的缓凝剂，纺织印染和金属表面处理以及水处理等行业作高效螯合剂，钢铁表面清洗剂，玻瓶清洗剂，电镀工业铝氧着色剂等等。

直接食用

淀粉本身就是厨房必不可少的一味调料，可用于炒菜时提高粘度，就是我们常说的“勾芡”。

以淀粉为原料的粉丝粉皮也是炖菜中常放的辅菜。

淀粉制作的凉皮更是人们喜爱的美食。

而且淀粉还可以做成软糖，QQ糖等小朋友们喜欢的零食。

制成粮食

当然淀粉最重要的应用，就是还可以制成粮食。

自然界中的淀粉产自农作物中，既然科学家能把二氧化碳转成淀粉了，那么淀粉再转成粮食也并不是什么难事。

而且现在已经有成功将淀粉制作成人造大米的案例。

以甘薯、马铃薯、木薯等的淀粉为主要原料,再加上一定数量的面粉和碎米,经过制粒、蒸煮、烘干等步骤所制成的米称为人造米。

人造米的形状、色泽、相对密度和天然大米相似,能经受浸泡和闷煮不变形。

这就意味着淀粉可以掺入蛋白质质和其他营养物质，从而制作成大米白面等粮食。

如果淀粉合成能够大规模的生产，那么人类的粮食自由的日子也不会太远了。

合成淀粉安全吗？

这个问题恐怕是很多人的疑虑。

科研人员对合成淀粉做过分子式的对比，与天然淀粉完全一致，所以说根本不用担心合成淀粉能不能吃的问题。

再者合成淀粉现在只是起步阶段，如果大规模投产恐怕还有很长的一段路要走，到那时的技术指标和制作工艺肯定比现在要高得多。

也就是说，我们这辈人能不能吃上合成粮食还很难说。

淀粉都由人工合成了，那农民的土地怎么办？

这还是一个杞人忧天的问题，我们要知道，但凡任何重大的事情都不是一蹴而就的。

想要得到发展，就得让人们接受，都得经历一个循序渐进的缓慢过程。

并不是说淀粉都由人工合成了，就不用种植农作物了，自然生长的农作物今后仍旧是人们的首选。

合成淀粉的意义在于，我们又找到了一个应对饥荒和粮食短缺危机的方法，给人类文明的延续找到了一个后盾。

在航天领域中，合成淀粉技术将是遥远未来星际航行的重要保障，有此技术，空间飞行器不用储存过多的食物，这样可以极大的节省飞行器的体积，从而储存更多的燃料。

总体来说，人工合成淀粉是人类历史上的首创，而且是由我国科研人员完成的重大成果。

这不仅能体现国家在生物领域领先世界的科学技术，还增加了我国在国际社会上的地位，中国埋头苦干的科学家们功不可没。