不靠种植粮食就能实现生产淀粉，你是不是觉得不可思议？我们已经做到了！

把二氧化碳人工合成淀粉，你敢吃吗？敢不敢看完就知道。

经过6年努力，天津工业生物所在实验室里成功实现了淀粉的人工合成，实现了从0到1的原创性突破。未来的我们，会不会告别看天吃饭？你敢不敢想象，粮食不再需要土地种植，而是直接在生产车间采用工厂化模式加工出来的。

看到这则消息，我的第一感觉是，这简直就是在违反生物进化论。从一定程度来讲，这一过程的确突破了自然进化的局限。

为什么这么说？

就现阶段而言，淀粉主要从玉米、薯类等农作物中提取，而这些农作物重要的一步就是通过自然光合作用固定二氧化碳。在自然界中，淀粉的合成和积累涉及60多步的代谢反应和复杂的生理调控，最终太阳能的理论能量转化效率也仅仅只有2%左右。

而我们人工合成淀粉的思路是，将太阳能转化为高密度的电/氢能作为能源（替代自然光合作用），把电厂和水泥厂排放出来的高密度二氧化碳分离出来作为原料，从而形成简单的碳氢化合物，进最关键的一步，就是要制造出自然界中原本不存在的各种酶催化催化剂，在酶的作用下最终合成淀粉，整个过程仅需要11步反应就可以完成，这一理论能量转化效率是玉米的3.5倍，远超光合作用的能量利用效率。

如果非要用一个简单到能看得懂公式描述一下就是：

水+电+二氧化碳=淀粉

那为什么我们要大费周折搞人工合成淀粉呢？

当今人类面临的一大挑战是粮食危机和气候变化，淀粉自然就成了一种非常稀缺的资源。

从餐桌上的食用淀粉，到护肤化妆品、胶囊外壳、杂志封面，淀粉几乎随处可见。据有关数据显示，全球以淀粉为原料的产品大约有3万多种。

其次，从传统的淀粉获取角度来讲，玉米等农作物生长周期长、需要占用大量的耕地面积、淡水和肥料等资源。

即便长期以来，我国一直在积极探索提高农作物产量的途径，从杂交育种到分子育种，但总体来看，产量几乎已经到了一个瓶颈期，短期内很难有大的突破，如何找到更廉价、更大量的替代淀粉，反而成了当今世界科技创新的战略方向。

不依赖植物自然光合作用，寻找新的能源和淀粉合成途径，势必将成为影响世界的重大颠覆性技术。

人工合成淀粉跟自然淀粉是不是一样，能吃吗？

据研究团队的负责人描述，首先从外观来讲，人工合成淀粉跟从玉米、薯类等农作物中提取出来的淀粉是一样的。只不过现在实验室看到的人工合成淀粉还处于液体状态，需要经过干燥处理才能变成粉末状。

此外，他们还对合成淀粉进行了专门的理化分析，通过核磁共振等检测手段，得出的结果证实：它和自然生产的淀粉一模一样。

能不能吃我相信大家心里都有了答案。

这项技术能带来多大的效益呢？

早在2018年，美国航天局发起了一项“百年挑战计划”，目的就是挑战二氧化碳的转化率。因为在火星上有着充足的二氧化碳资源，如何将这些二氧化碳转化为可供人类补充的葡萄糖，是他们一直努力的方向。

而我们此次人工淀粉合成的成果，合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。

按照目前研究成果的相关参数推算，在能量充足的条件下，理论上1立方米的工业化反应器实现的淀粉产量，相当于5亩玉米的年均产量。同时，可节约超过节省超过90%的农作物耕地和淡水资源，并且消除化肥和农药对环境的负面影响，

这无疑为实现淀粉的生产开辟了一条新的技术路线。

距离实现工业化量产还有多远？

需要明确的一点，虽然我们在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成，但目前取得只是阶段性的进展，实现了从0到1的突破，距离实际应用还有相当长的距离。

一方面是在量产化的过程中还有诸多问题需要解决，比如解决酶的稳定性、活力；另一方面，从经济角度讲，在人工合成淀粉的过程中，如何数倍地提高电能的利用效率、碳素的转化效率也是一大问题。

当然，产业化一直是研发团队努力的方向，据团队相关研究人员称，计划在未来的5-10年，建成工业示范项目，以工业尾气为原料，利用光伏等可再生能源电解水提供氢能，通过一系列酶的作用合成淀粉。不仅解决了淀粉的需求，也让我国距离实现碳中和更近了一步。

结尾

科学研究不就是需要大胆的实践，勇闯无人区，最终蹚出一条光明大道。也许在不久的将来，不需要种植，我们在工厂就能量产出淀粉。