淀粉如何生产的（1立方米产量堪比5亩玉米地）

这个堪称爆炸性的新闻，现在都还让我处在懵圈中，“人工合成淀粉”的实现，怕是一件足以在100年后历史书上大书特书的标志性事件。

自几百万年前的远古蛮荒时代开始，人类获取食物的来源只有依靠自然生成这一个途径。

原始人类采摘野果、捕猎野兽，从而获得生存下去的资源。

然后在距今约1万年前，人类逐步掌握农耕技术，世界各地古文明先后迈入农耕文明时期，此后人类社会不管怎样进步，哪怕今日早已进入科技时代，人类食物的主要来源还是未摆脱过“植物自然生长”这一桎梏。

人类在向大自然索取的同时，反之也同样会被自然所限制。

人类粮食产量一直受到自然界植物客观生长规律的限制

事实上从人类文明诞生之始，人类社会生产的粮食就从未完全、彻底地满足过全人类的需要，耕地面积、产量、气候等种种因素一直限制着自然界所能供应的粮食总量，即使今天人类生产力水平已达到极高的高度，在全球依然有高达6.9亿人长期处于饥饿状态（2020年联合国统计数据）。

如何让老百姓端紧饭碗，这不仅是中国政府高度关注的重要问题，在全球，它同样是世界各国包括发达国家长期面临的重大问题。

但现在，我们中国人终于率先跨出了人类征服自然史上极其至关重要的一大步——人工合成粮食！

纵然现在该技术还仅仅处于实验室制备阶段，但它标志着中国科学家已经找到了将无机物变成食物的无上通天大道。

人造淀粉团队副研究员蔡韬展示人工合成淀粉样品（图源：中科院）

300多年前第一台蒸汽机出现，人类从蒙昧时期跨入工业时代；

190年前，法拉第在英国皇家学会公布第一台发电机原型，标志着电气时代的到来；

广岛上空腾起的蘑菇云，让人类看到了原子时代的威力，1946年第一台电子计算机重达30多吨，却让人类走进了信息时代。

世界史上第一、二、三次工业革命，每一次都对人类社会的政治、经济、科技产生了根本性的、颠覆性的影响，让人类文明整体进程向前跨了大大的一步。

但遗憾的是，半个多世纪过去了，人类的科技水平仍旧只处于第三次工业革命的延续阶段，包括影响深远的互联网革命，也只能算是信息时代的一个纵深发展阶段，还谈不上是开启文明层面新时代的颠覆性突破。

爱因斯坦1905年提出“狭义相对论”，可视为第三次工业革命前奏中的标志性事件

这几十年来，无论是各国政府还是科学界都在苦苦寻找打开第四次工业革命的“钥匙”，或者说是“引爆点”，以求再次从整体层面上推进整个人类文明的发展进程。

这就表示需要一项重大新发现或新技术，必须要能全方位地、大范围地、颠覆性地提升人类生产力，才能称作开启“新的工业革命”。但无论是美国的“页岩油革命”、还是互联网技术的广泛应用，都还承担不起“开启新工业革命”这样的关键性历史作用，但“人造食物”这项技术，却足以胜任！

一旦人类社会通过“食物合成”技术彻底解决了饥馑之忧，便可将大量人力和土地从传统农业耕作中解放出来，其意义绝不亚于300年前蒸汽时代用机器代替传统手工劳动这一重大生产力变革。

人类文明跨入新时代的大门，怕是真的要打开了。

未来城市想象图

西方社会估计现在还没反应过来，或者说他们对中国取得如此成就还不太敢相信，事实上包括国内不少人也对这一成果将信将疑，可以理解，人之常情。

接受新事物，毕竟需要一定的缓冲时间，但我要提醒各位的是，早一日接受现实，则可早一点抓住机会——“人造食物”它绝不只是一项科学技术，它在未来所代表的，将是一个空前庞大的产业链。

民以食为天。

从现在的情况来看，开启工业化大规模生产“合成食物”很可能将成为未来的重要发展方向，中国实验室已然打通了人工合成粮食的第一条“路径”，实现了从“0”到“1”的突破，那么以当今中国领袖全球的工业基础和制造实力，实现工业化生产的那一天还会远吗？

智能工厂车间

根据此次功勋团队孙红兵、蔡韬、王钦宏等几位亲自参与研发工作的科学家介绍，他们团队下一步主要研究方向就将是优先解决“替代工业淀粉”的生产问题。

工业淀粉在现代工业中应用极为广泛，是造纸工业及涂料工业的重要生产原料。

过往能生产淀粉的只有植物，包括玉米、大米、小麦等等。而这些植物，通过光合作用生产淀粉需要经历长达60多个反应步骤才能实现，能量转化率仅为2%左右，所以人们以前只能通过大规模种植淀粉植物来保障食品和工业所需。

但研究团队通过反复计算和试验，从而找到了一条全新的合成路径——整个合成步骤仅需11步，能量转化率超过10%，已可在实验室中完全实现“直链淀粉”和“支链淀粉”的可控合成！

目前根据这套反应流程的技术参数计算：

在能量供给充足的条件下，占地1平米，高1米的生物反应器中的淀粉年产量，将等同于当前5亩玉米地淀粉的年产量。如果生物反应器设计得更高，比如5-10米，则占地还会更小。

由此可见，新技术一旦投入工业应用，其产能是相当惊人的。

但也正因如此，有人担心采用“人工合成淀粉”方式会不会成本太高，导致产品价格高企而最终没有市场？此处可以大概解释一下。

“人工淀粉”的最主要原料是二氧化碳，但地球大气中二氧化碳比例却仅仅只占0.031%。

如果未来“人工淀粉”的工业化生产是从地球大气中提炼原料，那还是洗洗睡吧，目前捕获空气中二氧化碳的成本大约为600美元/吨，就这原料成本，“人工淀粉”怕是没哪个国家能吃得起。

当然，假如制造工厂能搬到火星上则另当别论，毕竟火星大气二氧化碳比例高达95%以上，那里吹的西北风，实实在在的就是粮食。

未来火星基地

只是火星这事目前只能想想，以后去了才有价值，现在还只能先说地球上的事。

既然从地球空气中提炼二氧化碳划不来，那怎么才能在地球上大规模生产“人工淀粉”呢？

答案：煤！

以按含碳90%的煤原料计算，1吨煤燃烧大约能产生2.7吨二氧化碳，如果这些二氧化碳都用来生产淀粉，那基本可算作2吨多的粮食......

现在煤炭价格大涨，每吨普通煤价格大约为1000多元，而就算最便宜的工业淀粉，价格也在3000多元一吨，这其中巨大的价格差距，任谁都能看得出。

而且最重要的是，煤燃烧发出的电，正好可以供应“人造淀粉”生物反应器工作时的能量所需，原料问题和能量供应问题同时得以完美解决，所以煤炭，才是“人造淀粉”真正的、也是最合理的原料。

煤炭竟然也能成为食品生产重要原料，这个世界总是出人意料

将来的煤电企业，很可能将形成一种全新的企业形式——“采煤—发电—食品加工联合体”。

所以近期的煤电异动，“人造合成淀粉”技术的实现恐怕也是原因之一。

除此之外，还有一个公众特别关心的问题：“人造淀粉”较之“天然淀粉”口味咋样？

坦言说，这问题目前还没有答案，毕竟现在还只处于实验室制备阶段，就算有点儿成品那也是很珍贵的分析样品，科研团队大概还没阔气到去煮成一碗面尝尝的地步。

人造淀粉团队目前制备出的少量样品

不过想来无论天然的还是人工的，说到底还是淀粉，成分一致，那么口感大概也不会差太多。

以小麦面粉为例，淀粉含量越高品质越好，吃起来越香，以后人工淀粉制造出来，加点添加剂估计口味也差不到哪里去。

重要的是，世界上很多缺粮的国家根本就不会去计较口味问题。比如海地，现在那里还有大量人群以“吃土”为生，如果给他们在“土饼”和“人造面包”中进行选择的机会，相信只要是智商正常的人都会作出正确的判断。

著名的海地“土饼”，里面也不全是土，还加了极少量黄油、玉米，2美元一桶，管饱

无论怎样，未来“人工合成淀粉”带来的结果必然是食物的极大充裕，人们获取一般性食品的成本将极大降低，只要中国政府同意出口，就算再贫穷的国家，其政府让老百姓填饱肚子还是没问题的。

而这一点，也必将在未来的全球政治经济格局中产生极其深远的影响。

正如我前文所讲，“人工合成淀粉”是人类文明走进新时代的一柄钥匙，其对科技的进步和发展也将产生重要作用。

中国科学家既然能通过独有的研究方式找到二氧化碳变淀粉的方法，那么用类似的研究方法，找出将无机物合成食用蛋白质的途径难道就不行吗？用无机物合成脂肪难道就不行吗？

当越来越多的重大生物科技成果诞生后，人类使用无机物合成“有价值有机物”的路子将越走越宽，届时第四次工业革命怕是就该正式开启了。

事实上早在上世纪八九十年代，科学界就已有不少学者预测“生物科技突破”将是开启第四次工业革命的重要契机。

未来用无机物合成肉类也是一件大概率之事

万方有幸，功在神州。

中国，再一次为全体人类社会的进步作出了划时代的、历史性的贡献和功勋。

文/梦醒锦官城

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