空气变馒头背后真相是什么科学家有话说
2023-3-31 来源：不详 浏览次数：次“理论上1.5克到1.6克二氧化碳可以产生1克的淀粉。”
随着中科院天津工业生物技术研究所研究员马延和与团队的人工合成淀粉科研成果在国际学术期刊《科学》上的发表，一夜之间全球开始热议“二氧化碳合成淀粉”，有人通俗地称之为“空气变馒头”。与此同时，“合成生物学”这一新兴概念也走进了大众视野。
二氧化碳为什么能变成淀粉？变成淀粉后为什么又能变成玫瑰精油、糖尿病人能吃的“健康糖”？相关技术何时会实现商业化生产？未来将会对粮食安全水平和生物经济乃至碳中和发挥怎样的作用？本期《鲁健访谈》带你一探究竟。
历时6年把二氧化碳变成淀粉
6年前，马延和与团队开始了这项研究。“中国是农业大国，粮食问题是头等大事。大家做了很多努力，希望提高农作物的生产效率。当时我们就想，有没有可能有一种颠覆的模式，代替农业种植提取淀粉，就像使用啤酒酵母做啤酒那样。一旦能实现效率肯定会大幅提升，还能节约土地。在对高密度二氧化碳的利用、粮食的快速响应保障上都会有非常大的作用。”马延和表示，这个科研项目最大的创新在于重新按照化学合成的原理，创造了一个生物合成的路径。
经过计算机算法挖掘和筛选，马延和与团队锁定了30条人工合成淀粉的可能路径，反复研究实验，6年间经历了数百次失败，同时面对各种内外压力。
“没有文章，没有成果，没有产出，对团队来讲压力很大。”但他们得到了天津工业生物技术研究所的全力支持配合，“我们成立了一个特别的组织机制，考核不以文章、产出为指标。只看有没有真正在工作、思考解决问题。”
马延和也坦言，自己有过担心，如果再坚持两年还不成功，大家可能会信心不足，甚至怀疑自己。“大家可能会想，是不是自己哪个地方做错了，或者水平不够、理解不到位？”
年7月，他们终于迎来第一次突破。“实际上科学的突破就是一个瞬间或积累到一定点的爆发，需要耐得住寂寞。”马延和认为，真正的科学家，就应该去瞄准那些具有挑战性的大课题，而不是做“跟班式”的研究，“别人在做，然后我们换个材料跟着做一遍，从科学进步本身上讲，它的作用有限，真正的科学家的精神还是应该是追求本源、本质。”
01:40挑战农业种植提取
“二氧化碳利用、粮食安全不只是中国的需求，也是全人类共同面临的问题，我们抛出去一个思路，相信全球聪明的科学家都会努力，这样也许能够带动人类的进步。”马延和指出，二氧化碳合成淀粉仅仅是“0到1”的实验结果，万里长征只走出了第一步。从二氧化碳到淀粉的工业车间制造，足以改变社会经济的格局与进程。
“目前是分阶段实施，首先考虑高附加值的淀粉，例如在材料、包装领域实现替代农业种植提取。进一步降低成本后，争取能和普通淀粉竞争。”马延和介绍称，如果生物合成淀粉所需的生物酶能与高温淀粉酶、糖化酶的成本一样，那么它的成本就可以忽略不计了，“应该说现在的挑战还是比较大。”
马延和也给出了他心中的时间表，“乐观预计，三年之内实现高附加值的直链淀粉工业化，五到六年能与普通淀粉有一定竞争力，或者说做一些工程化的测试，希望在十年之内，能够真正形成和农业种植提取竞争的路线。”
01:16“合成生物学”究竟是啥？
随着二氧化碳合成淀粉的成功，“合成生物学”这一新兴概念也走进了大众视野，“合成生物学”究竟是啥？马延和这样概括：“用数理化的知识和方法介入到生命科学的研究之中，用工程的理念来做生物体的功能或者结构的设计。”
合成生物学的应用前景被广泛
