没有淀粉拿什么代替,不明白的,看这篇文章 没有淀粉用什么代替好一些

从0到1的突破!
3354合成淀粉的意义及前景
想象一下,不用种植土地或绿色植物,利用阳光、水和二氧化碳为原料,就可以像工厂里的植物一样源源不断地生产淀粉 。 是不是很神奇?现在,这个看似遥不可及的场景有望在不久的将来实现 。
突破瓶颈
中国人特别注重碳水化合物饮食 。 清代美食家袁枚曾在《随园食单》中写道“粥米为先,剩饭为末”,可见中国人对碳水化合物的喜爱 。 这里的碳水化合物是碳水化合物,由碳、氢、氧组成,是人类生存的必需元素 。 淀粉是稀饭中最重要的碳水化合物 。 它是面粉、大米、玉米等谷物的主要成分,是养活全球人口的最重要的食品原料,也是重要的工业原料 。
多年来,作物通过光合作用,将水、二氧化碳等无机化合物合成糖类甚至淀粉等碳水化合物,可用作动物饲料和人类食物,这是地球上最重要的生化反应过程 。 但是这是生产淀粉最有效的方法吗?答案是否定的 。
【没有淀粉拿什么代替,不明白的,看这篇文章 没有淀粉用什么代替好一些】有什么办法可以摆脱植物来合成淀粉?自合成生物学诞生以来,人们一直试图构建非自然的途径将二氧化碳转化为淀粉,从而突破植物介导的光合作用的瓶颈 。 但由于技术路线不清晰,瓶颈不可预测,科研这条路存在很多不确定性 。
马延河等人决定勇闯“无人区” 。 2015年以来,天津工业生物研究所在中科院重点部署项目和天津市财政专项的支持下,立项开展二氧化碳淀粉合成研究 。
这是什么意思?数据显示,2019年,全球有近7.5亿人面临严重的粮食不安全,占全球总人口的近十分之一 。 “甚至替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料,对缓解农业压力都是很大的贡献 。 ”马延河说 。
技术路径
光能如何更高效的转化为化学能?通过模拟和学习自然过程,构建了一种新的人工光合作用方式 。 研究人员想到了光能-电能-化学能的能量转换模式 。 首先通过光伏发电将光能转化为电能,通过光伏电水解产生氢气 。 然后二氧化碳被催化氢还原成甲醇,电能转化为储存在甲醇中的化学能 。 这个过程的能量转换效率超过10%,远远超过光合作用的能量利用效率 。
甲醇储存来自太阳能的能量,但自然界没有甲醇合成淀粉的生命过程 。 因此,研究人员利用合成生物学的思想,从海量的生化反应数据中,设计了一条从甲醇到淀粉的人工路线ASAP,该路线只包含10个主要反应 。
为了将设计蓝图变成现实,研究人员还从包括动物、植物和微生物在内的31个不同物种中挖掘和改造了62种生物酶催化剂,最终选出了最好的 。 用十种酶将一个碳的甲醇逐渐转化为三个碳的二羟基丙酮,进一步转化为六个碳的葡萄糖磷酸,最后合成直链淀粉和支链淀粉 。
"这是一个通过人工光合作用合成淀粉的过程."马延河说,从科学突破的角度来看,这种人工合成淀粉的方式向设计自然、超越自然的目标的实现迈进了一大步,为创造具有新功能的生物系统提供了新的科学基础 。
从技术创新的角度,通过开发高效的人工催化剂和生物酶,研究团队设计并形成了从6568生化反应中固碳合成淀粉的新途径 。 按照光电转换效率20%计算,这种新型化学生物合成淀粉体系的理论能量转换效率可达7%,其淀粉合成速率比自然光合作用高3.5倍 。
这是什么意思?蔡涛解释说,按照目前的技术参数,在能源供应充足的情况下,理论上1立方米生物反应器的年淀粉产量相当于5亩土地种植玉米的淀粉产量(按我国玉米淀粉平均亩产量计算) 。 “这一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” 。

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