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科研人员在观察淀粉的形态 。本报采访人员 王涛 摄
近期 ， 中国科学院天津工业生物技术研究所的科研团队经过6年探索 ， 国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成 。 该成果于北京时间9月24日在国际学术期刊《科学》在线发表 ， 本报同步报道 。
天津工业生物所在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展 ， 让天方夜谭成为可能 。 这意味着 ， 我们所需要的淀粉 ， 今后可以将二氧化碳作为原料 ， 通过类似酿造啤酒的过程 ， 在生产车间中制造出来 。
为淀粉工业生产打开一扇窗
淀粉是人类粮食的最主要成分 ， 主要由农作物通过光合作用 ， 将太阳光能、二氧化碳和水转化而成 。 人们获取淀粉 ， 主要是直接从玉米、薯类等农作物中提取 。 从2015年开始 ， 中科院天津工业生物所科研团队启动了人工合成淀粉项目 。 但是 ， 淀粉并非稀缺资源 ， 人工合成淀粉有什么重要意义？
“农作物生长周期长 ， 需要大面积种植 ， 如何更高效地生产淀粉成为一个巨大的挑战 。 ”论文第一作者、中科院天津工业生物所副研究员蔡韬这样向采访人员进行了解释：“我们选择做淀粉的人工合成研究 ， 是想把非常慢的、大面积种植的农业过程 ， 变成高效的、集中化的工业过程 。 ”
粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战 。 全球以淀粉为原料的产品大约有3万多种 ， 找到更廉价、更大量的替代淀粉非常重要 。 不依赖植物光合作用 ， 设计人工生物系统固定二氧化碳合成淀粉 ， 将是影响世界的重大颠覆性技术 。 “我们中科院是科研国家队 ， 就要以国家重大战略需求为导向开展科技攻关 ， 做国家的事 。 ”蔡韬告诉采访人员 。
“我们的成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗 。 ”蔡韬表示 ， 如果未来该系统过程成本能够降低到与农业种植相比具有经济可行性 ， 将有可能会节约90%以上的耕地和淡水资源 ， 避免农药、化肥等对环境的负面影响 ， 提高人类粮食安全水平 ， 促进碳中和的生物经济发展 ， 推动形成可持续的“生物基社会” 。
（下转第2版）
（上接第1版）
人工淀粉合成速率是玉米淀粉的8.5倍
淀粉是一种复杂有机物 ， 它的合成也是一个复杂的过程 。 自然反应中 ， 淀粉合成与积累需涉及约60步代谢反应和细胞间运输 ， 在工业生产中 ， 必须将其简化 ， 又必须保证所有反应的充分和精准 。 因此 ， 如何将农业中复杂的合成途径简化为工业生产所需的简单合成途径 ， 是人工合成淀粉面临的最大挑战 。
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