二氧化碳轉化為澱粉：中國基於實驗室的新工藝將生產率提高 10 倍
據報導，天津工業生物技術研究所的研究人員找到了一種直接從二氧化碳合成澱粉的方法。他們報告說，這種新工藝僅使用酶和原材料即可實現，其生產率比以前的嘗試高出 10 倍。更重要的是，該過程不依賴植物或光合作用，有助於使工業規模的人造澱粉生產在商業上可行。澱粉是一種重要的材料，因為它對於甜味劑和增稠劑等產品的生產至關重要。它也是生產紙張和紡織品、藥品、粘合劑和某些塑料的重要原材料。如今，大多數工業澱粉都來自玉米，這需要大量土地來種植飼料作物。因此，玉米澱粉的生產還消耗大量的水，並嚴重依賴化肥和農藥的使用。澱粉來自實驗室，而不是土地 這也給寶貴的土地帶來了壓力，因為工業用玉米澱粉生產與種植糧食作物等直接競爭。因此，雖然澱粉的製造成本相對較低（考慮到所有因素），但它在環境影響方面並非沒有妥協。為了幫助緩解其中一些問題，研究人員決定尋找一種在實驗室合成生產澱粉的新方法。因此，他們認為應該可以省掉中間人，或者更確切地說是植物，而不是傳統上使用植物將二氧化碳轉化為玉米（和澱粉）。雖然這並不完全是一項突破（該團隊實際上早在 2021 年就率先採用了這一技術），但他們現在已經將其改進為速度提高了近 10 倍，效率也提高了近 10 倍。根據該團隊最初的突破，該過程首先涉及在有機催化劑存在下將二氧化碳轉化為甲醇。然後使用更多的酶將甲醇轉化為糖，然後將糖結合起來製成稱為聚合澱粉的物質。總而言之，從二氧化碳到澱粉的過程大約需要十一個步驟。據該團隊稱，該產品與更傳統的玉米澱粉幾乎相同。天津工業生物技術研究所微生物學家馬彥河在2021年解釋說：“如果該工藝的總體成本能夠降低到與未來農業種植在經濟上相當的水平，預計將節省90%以上的耕地和淡水資源。” 10倍的改進 重要的是，這種新工藝使二氧化碳成為原材料，而不是污染物。它對酶的使用還意味著現在可以在不犧牲重要農田的情況下生產澱粉。研究小組報告說，這是通過使用針對該任務優化的特殊新酶來實現的。這些酶有助於降低澱粉生產的能源成本，同時也大大提高了反應效率。該過程還可以在實驗室內的受控條件下進行，這意味著產量更加可預測。值得注意的是，10 倍的改進並不意味著團隊已經成功地在本質上進行了改進。例如，該工藝並不比傳統玉米作物澱粉生產好十倍。這只是意味著他們在之前的工作上有了顯著的改進，這意味著它距離成為玉米作物澱粉生產的經濟上可行的替代品又近了一步。
已发布: 2026-01-24 11:31:00
