中国科学家取得人工合成淀粉新突破，有助于缓解粮食危机

淀粉不仅是粮食的主要成分，也是重要的工业原料，在造纸业、纺织业、食品加工业、胶黏剂生产等领域有广泛应用。在实验室中“制造”淀粉一直是科学家的梦想。然而，由于人类至今没能窥破光合作用的全部奥秘，几十年来，“制造”淀粉的努力一直难有突破。直到中国科学家独辟蹊径，找到一条“无中生有”的技术路线。

近日，中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心与中国农业科学院生物技术研究所合作，在以玉米秸秆为底物，高效合成淀粉和微生物蛋白方面取得新进展。

简单地说，就是分解水产生的氢气作为还原力，将二氧化碳加氢转化为甲醇分子；然后以甲醇为碳骨架和能源载体，进一步通过酶催化的反应，合成生物大分子葡萄糖，最后进行聚合产生淀粉。

前期，攻关团队围绕秸秆制淀粉，按照纤维素水解、纤维二糖磷解与聚合的思路，设计创制了秸秆制淀粉的多酶分子机器，重构了体外人工代谢转化途径，突破了纤维素β-1,4糖苷键定向重排为淀粉a-1,4糖苷键转化等的关键问题，成功实现了从纤维素转化合成为淀粉。

但这条路线依然面临生物转化过程中底物能量利用效率低、转化速度慢、成本高等问题，距离产业化应用有较大距离。围绕该路线经济可行性提升，研究团队潜心攻关五年，对多酶分子机器核心元件进行了设计改造，对合成线路进行了优化，大幅度提升了秸秆转化淀粉的效率，为推进产业化应用奠定了基础。 

“基础研究的突破并不是科研终点，能否落地转化至为关键。”马延和说，“通过工程测试，制造过程中的能量损失要收回、能量输入要减少，还要探索多条技术路线。我们希望建立工业化示范装置，尽早让实验室成果走进工厂。”