北京
日前，我国科学家在实验室内实现了从二氧化碳到糖的精准全合成，人工合成糖迈出关键一步！继之前我国在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成之后，这是我们对于二氧化碳利用的又一次新突破。那么，二氧化碳如何变成糖的？什么原理？这种人工合成糖能不能直接食用呢？
二氧化碳变成“糖”？
啥原理？
糖对于人们来说是生活中不可或缺的一部分， 人体所需70%左右的能量都是由糖来提供。 糖会以不同形式存在于小麦、玉米、蔬菜、水果等农作物中。想要获取所需要的糖成分，就要用物理、化学还有生物手段。传统的糖加工过程主要是以自然的光合作用来合成糖类，但这显然对土地、水资源等的依赖性非常强。我国科学家研究的初衷，就是想找到一种不依赖于土地种植而获得糖产物的方法。同时，还能减少二氧化碳排放，一举两得。此次研究成果由中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所科研团队历时两年多攻关完成。著名学术期刊《科学通报》刊发了这一最新研究成果。
但是，二氧化碳是如何变成糖的呢？ 其实，植物本身能产糖是因为植物通过光合作用吸收二氧化碳，然后利用自身的生物质资源转化成糖分。而人工合成糖就是要把这种生物质资源制造模式用人工合成系统来替代。
简单来说，就以这次研究成果为例，科研团队把高浓度二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配，在化学催化剂和酶催化剂的作用下，得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4种己糖。整个过程无须依赖生物界的光合作用，步骤更简单不说，还更高效，并且还能精准地控制产物的构型。
再换句话说，人工合成糖是一个技术突破，而不是面向一个具体的产品。也就是说，人工合成糖技术是可以获得不同类型的糖，有的可以作为食用糖，有的还可以作为医用糖等。
至于说到高效能高到什么地步？ 这次整套实验的反应时长约17个小时，与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比，糖的获取时长由“年”直接提速到了“小时”。而且，糖合成的效率是0.67克每升每小时，比已知成果提高了10倍以上，是目前人工制糖的最高水平。
啥是己糖？
有好奇的小伙伴会问，这个己糖是啥糖？其实， 己糖在自然界广泛分布，是与机体营养代谢最为密切的糖的统称。我们生活中常见的葡萄糖、果糖、半乳糖都属于己糖。
在长期自然的进化过程中，除了葡萄糖、果糖等少数糖含量丰富以外，大多数己糖在自然界中都存在很少，也被定义为稀少糖。稀少糖有可能成为改善糖尿病、肥胖人群的甜味剂替代品。而这项技术实现了合成不同结构与功能的己糖。所以，未来有望通过人工合成的稀少糖，让我们吃糖产生愉悦感的同时，还不会有“甜蜜”的负担。
这种人工合成糖
能不能直接食用？
有些小伙伴会担心，人工合成糖直接食用，会不会对人体产生危害？
其实，人工合成糖在理论上是可以食用的。因为从实验室中通过人工生物系统合成的己糖和自然界中的己糖结构是完全一致的，而且这项技术能获得自然界含量稀少的功能糖分子。它还能作为原料应用到食品、饲料、医药、生物制造等领域。
但是，我们还要考虑到法规标准和市场准入等问题。虽然目前我们实现了技术突破，证实了它的可行性，但是距离工业化生产还是有很长的路要走，还需要解决相关科学与工程技术的问题。
这一成果
在竞争性研究领域
提供了一种灵活性、
多功能性和高效性的糖合成路线
为我国绿色化学
打开了一扇门
图源 | 《三农未知数》视频截图
编导、后期 | 赵崇竹
编辑 | 康轩山
主编 | 蒋琳 张玮
监审 | 钟倩
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