滿足碳水愛好必須靠種地嗎?
不!一!定!
二氧化碳也能變澱粉
近日
中科院天津工業生物技術研究所專家
馬延和在接受央視記者采訪時
他所帶領的團隊
成功實作了
二氧化碳合成澱粉
也被網友稱之為
「空氣變饅頭」
引發廣泛關註
二氧化碳合成澱粉
專案邁向產業化
如今
該專案已經進入工程測試階段
向產業化又邁進了一大步
實驗的目標是
↓↓↓
把農業工業化
從農田種植模式
變成車間制造
馬延和
把我們在農田種植的玉米、大豆,能夠在啤酒罐裏面合成出來,我們叫農業工業化的一條路線,如果這條路線能夠成功,我們可能主糧、主要的作物不用種。
在馬延和設想的車間制造中,二氧化碳成為原料,不但可以轉化成澱粉,還可以轉化成蛋白質、醣類。
下面這份澱粉樣品
代表的是
科學上從0到1的一次突破
從二氧化碳到澱粉
首次全人工合成
↓↓↓
在這之前,澱粉的真正制造者是綠色植物,也只有綠色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成為澱粉,人類離不開的碳水是對植物進行加工才得到的。
為了這項突破
馬延和帶領團隊
努力了近十年時間
新技術帶來顛覆性改變
馬延和表示,「最直接的一個是節約我們大量的土地耕地,就是可能我們的生產效率能夠提升90%,或者是能節約土地、節約淡水90%以上,不需要農藥化肥,減輕農業的壓力。另外一個可能更重要,就是我們有一個非常可靠的渠道去消納二氧化碳,它的需求很大,所以它對二氧化碳的消納就非常巨大。」
植物制造澱粉是透過一系列生化反應實作的,以玉米為例,它的過程涉及60多步代謝反應,太陽能的利用效率不足2%。人工合成澱粉的目的是提高效率,馬延和與團隊所做的事情,是尋找步驟最少、效率最高的路徑,在實驗室內將二氧化碳合成為澱粉。
研究新技術路上的「攔路虎」
探索的道路上
馬延和及團隊
也遇到了不少「攔路虎」
馬延和
開始大家還是比較有自信,有信心,澱粉分子的合成每一步反應都能發生,但是把這些反應放在一起,它就沒有反應,沒有物質產生,到底問題出在哪裏,就是一個一個去排除,這種排列組合就很多。
反復實驗、反復失敗的過程
持續了三年多時間
但科研人員依然堅持不懈
記者:那就是每次都見不到藍的時候。
實驗人員:就是很有挫敗感。
記者:挫敗了還要再往前走。
實驗人員:反正做科研的,就是不要怕失敗,要在失敗中前行,就去想各種解決方案,然後最終把那個問題解決了,我們就成功了。
研究所可支配的經費是有限的,隨著實驗專案戰線的拉長,資金壓力越來越大,甚至緊張到連薪金都發不出來。
雙重壓力之下,馬延和的辦法是,用所內其他專案掙來的錢要支撐這一看不到終點的跋涉。
大家的堅持終於等來回報
2018年盛夏的一天
實驗人員照常將碘加入試管後
驚喜來了
試管中第一次出現了淡淡的藍色
這也證明了實驗的成功
記者:當時你看到這個藍,你相信嗎?
實驗人員:其實有點懷疑,所以我跟老師匯報了之後,我們又重復了一下實驗,然後又出現了,當時那個藍色比較淺,就是一個很淺的藍色。
記者:這個顏色你等了多久?
實驗人員:等了三年半。
馬延和表示:「這個就是反應完了之後,我要檢測到底有沒有澱粉。加一點碘進去,它如果變藍就說明它有澱粉。」
實驗人員隨後提取出二氧化碳合成的澱粉樣品,至此,實驗專案已經實作重大突破。
2021年9月24日,國際權威期刊【科學】線上發表了馬延和與團隊在澱粉人工合成上取得的重大突破性成果,隨即被媒體密集報道,被譽為生物制造領域的重要裏程碑。
何時能吃上「空氣饅頭」
雖然最初實作了二氧化碳合成澱粉技術從0到1的突破,但因其轉化成本極其高昂,遠遠達不到產業化的要求。
2018年之後,馬延和帶領團隊繼續堅持默默無聞的研究,不斷最佳化路徑,不斷重復實驗,並借助先進的技術手段,來降低二氧化碳合成澱粉的轉化成本。
馬延和
我覺得最在乎的就是這個技術能不能落地,能不能夠做成,其他的都無所謂。我們一直在所裏說一句話,就是向著太陽走,影子會跟著你,如果我們追影子,永遠追不到。其實是想讓大家樹立一個正確的價值觀,正確的導向,去做該做的事情,如果把這個影子比喻成名譽、地位、待遇,回頭去計較這些,那肯定會迷路的,而且永遠追不到。
去年底,因任期結束,馬延和從研究所所長的位置上退了下來,但他並沒有停歇,搭建新的科研平台,推動技術叠代升級,他變得更加忙碌。
至於網友們什麽時候
能吃上「空氣饅頭」
馬延和表示
可能還得需要幾年時間
記者:這條路還有多長?
馬延和:樂觀一點的話,我們還得需要幾年時間。
記者:你急嗎?
馬延和:著急,很著急,心裏很急,但是表面上還不能表達出來。
記者:如果我們慢了,別的國家、別的科研團隊有沒有可能比我們快。
馬延和:有可能。
記者:反正大家都在做,快又怎麽樣呢?
馬延和:那就是可能我們很多的先機就失去了。科技也是一種賽道,產業也是一種賽道,誰跑在前面誰贏,誰的利益最大。
記者:未來如果它能夠進行科技轉化了,你在裏面算扮演一個什麽角色?
馬延和:就是一個啟蒙者或者啟動者。
記者:一代一代人就這麽做下去?
馬延和:對,功成不必在我。
央視新聞(記者:董倩)
來源: 新聞坊