2021年9月24日,全球著名《科学》杂志刊登一篇中国科研工作者发表的论文,这篇论文被发表后,就在科学界引起巨大的轰动。
       只因为这是人类迄今为止首次打破自然的壁垒,把空气中的二氧化碳合成为淀粉,被网友们称呼为“空气变馒头”。
       2年多时间过去了,最近有关空气变馒头又有了最新进展,中国科学院天津工业生物技术研究所原所长马延表示,空气变馒头已经进入到工业测试阶段,此举也意味着不久的将来,诸位都可以吃上这种有空气转化的馒头了。


       自然界的植物,是如何把二氧化碳转化成为淀粉的?
       植物在生长的过程中,在诞生淀粉的过程中,离不开两大因素:阳光和二氧化碳,很多人都知道植物和动物所需要的空气成分是互补的。
       动物在呼吸氧气后,吐出二氧化碳,而植物正好相反,在吸收二氧化碳后,释放出氧气出来,如果细心就会发现这里的重点,那就是碳元素,其作为介质,在一呼一吸之间,维护自然界的平衡。
       在植物吸收二氧化碳后,就发生了自然界中最神奇的反应,也就是光合作用,整个过程就好像是一个微型的超级工厂,时刻在生产着重要的产品。
       这个是植物利用阳光,把吸收的二氧化碳(CO2)、水(H20)、在阳光能量的催化下,转化成为葡萄糖(C6H12O6),在这个过程中,多出的两个氧离子结合在一起,就是被释放出来的氧气(O2)。


       这还只是第一个过程,也就是植物通过光合作用生产出葡萄糖,接着这些葡萄糖通过植物细胞中的催化酶,经过一系列的催化反应,就形成如今人们食用的淀粉。
       从植物合成淀粉来看,其离不开一个关键步骤,那就是合成葡萄糖,因为葡萄糖是生命活动的能量货币,其主要目的也是葡萄糖为其提供能量,而富余的葡萄糖也就是富余的能量,不能被浪费掉,得储存起来。
       而葡萄糖并不利于储存,所以植物经过转化把葡萄糖转化成为淀粉,只不过是植物在储存能量,以备不时之需,这个过程就好像动物会在秋季储存粮食是一个道理。
       所以,想要人工合成淀粉,那么最重要的一步,就是如何把二氧化碳转化成葡萄糖,再进一步转化合成淀粉。


       二氧化碳人工合成淀粉
       从上面植物合成淀粉的过程,可以看出主要就两个步骤,把二氧化碳和水一起合成葡萄糖,然后把葡萄糖转化成为淀粉。
       前面说过,淀粉只是植物储存的能量方式,属于附属产品。如果葡萄糖是可以存储的话,那么植物也就没必要合成淀粉了。
       所以人类在合成淀粉的时候,就想到是否可以绕过中间的部分,也就是不用合成葡萄糖,直接获得人类需要的淀粉呢?
       实际上,这个过程是可以的,根据中国科学院天津工业生物技术研究所发表的论文显示,人工合成淀粉是通过化学-生物途径,绕过了植物内部复杂的生产方式,直接把二氧化碳转化成为淀粉。


       这个过程,由于少去了中间环节,也就是合成葡萄糖的过程,不仅节省了光合反应中消耗的大量时间和能量,而且大大的提高了淀粉的合成率。
       根据论文显示,在人工合成淀粉的过程中,每分钟每毫克催化剂,就可以把22纳摩尔的二氧化碳转换成为淀粉,这一效率是自然界中玉米合成淀粉合成率的8.5倍。


       目前就各种实验数据来看,人工合成淀粉的效率都是大大高于植物合成的转化率,这就代表着未来这种人工合成淀粉有着巨大的潜力。
       虽然目前人类已经突破,从0走到1,但是现阶段还停留在实验室之中,想要实现量产估计还有一段过程,不过从最近的报道来看,我国已走到前列,已经步入到工程测试阶段,期望不久的将来,就可以量产了。


       二氧化碳合成淀粉的重大意义
       人类文明发展到现在,在科学技术上已经非常先进了,不仅可以上天入地,而且还前往其他星球,但是长久以来,科学家们却始终无法克服一个看似简单的问题。
       那就是如何脱离植物,独立生产出粮食出来,目前市面上所有的食物,都是通过数千年前的种植技术获取而来,经过数千年发展,唯一不同的点,那就是科学技术进步,产量提高而已,但是获取食物的本质,与数千年前的人类没有不同。
       如何克服这个问题,成为很多科学家的心愿,一旦克服这个问题,那么人类将摆脱土地对人的束缚,人类生产生活方式将会发生重大的改变。


       面对日益增长的人口,也不用显得那么焦虑,只要有二氧化碳,就有足够的原料来生产食物,可以养活更多的人。
       另外一个方面,人工合成淀粉,对环境也有一定的积极意义,如今全球变暖是一个刻不容缓的问题,而造成全球变暖的一个重要原因,就是温室气体增加,而二氧化碳正是温室气体主力军,如果可以消耗二氧化碳合成淀粉,相信在未来对全球气候变化也起到一定的积极作用。
       如果将来有一天,由二氧化碳转换成淀粉真的做成馒头,请问对于这样的馒头,你会吃吗?

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