二氧化碳合成淀粉是科技还是科幻(科学家用二氧化碳11步合成淀粉)

淀粉是咋来的,能干嘛?

我用淀粉炸肉段,在厨房里,肉段下锅之前,先入味上浆,白乎乎的湿淀粉像浆糊一样裹在肉上,溜进油锅,滋滋冒泡,随着排烟罩呼呼的风声,白色肉段变成金黄,用漏勺掂起来发出沙沙的声,干炸肉段就好了。

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干炸肉段用上了淀粉

我这个干炸肉段的淀粉是玉米淀粉,是玉米植物通过光合作用,吸收大气中的二氧化碳,制造出的碳水化合物。淀粉除了能吃,还有很多用:

工业淀粉——能制作糨糊、造纸和涂料加工等,燃料用乙醇。

食用淀粉——炒菜勾芡,制作食用酒精,制作葡萄糖浆,比如糖豆的糖衣。

药用淀粉——胶囊、糖衣,药片的填充物

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糖豆糖衣就用到了淀粉

人工淀粉咋合成的?

中国科研团队通过“光能-电能-化学能”的能量转变,成功构建从二氧化碳人工合成淀粉仅需11步反应的途径。在无细胞系统中把二氧化碳通过无机催化剂还原为甲醇,然后通过酶首先转化为三个和六个碳糖单元,然后转化为聚合淀粉。

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人工合成淀粉路径图

左侧的人工淀粉合成代谢途径(ASAP)由11个核心反应组成, ASAP在氢的驱动下,以每分钟22纳摩尔CO2/毫克总催化剂的速率将CO2转化为淀粉,比玉米中的淀粉合成速率高约8.5倍。右侧是植物自己合成的路径,比较复杂。

黑龙江哈尔滨附近的玉米一般是四月底播种,十月中旬收获,玉米籽粒再进一步制成淀粉,这一套下来得半年多的时间,而这一套活在实验室据说几个小时完成。

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辛苦一年收获的玉米籽粒

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。

黑龙江2021年种植玉米9000万亩。人工合成淀粉合不合适,得看每吨成本是多少,再看种玉米产出每吨淀粉的成本是多少,如果人工淀粉成本比种地的低,那将改变农业、工业生产结构。腾出来的地种什么?农民收入怎么办?一个划时代的技术出现,可能会诞生诺贝尔奖获得者,也会引发一场变革。

资料来源:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4049

https://www.sohu.com/a/444489138_266055

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