我国人工合成淀粉，国际首次实验成功！“空气变馒头”梦想成真？

北京时间9月24日，国际学术期刊《科学》上发表了一则来自中国的颠覆性实验成果：这是国际上第一次不需要依赖植物光合作用，而是采用人工手段，将自然的代谢过程重新拆解、组装，以二氧化碳、水和氢能为原料，生产出了人工的淀粉！

人工合成淀粉的意义有多重大？

这次实验中的“主角”——二氧化碳和淀粉都是距离我们很近的物质。二氧化碳是我们呼吸时吐出的气中主要成分，“碳排放”的元凶；淀粉则是碳水化合物。是米、面等常见粮食中的主要成分，与葡萄糖、蔗糖一样，是我们赖以生存的能量物质。

以往，我们生活中的淀粉只能从植物中提取，简单来说，人类需要种植农作物，然后通过粮食来补充能量，如今却可以直接“变空气为馒头”！

我们地球目前还有至少1.55亿人处在饥饿的状态之下，而且战乱和疫情让这些人过不上温饱、稳定的日子，饥饿人口还在增加。假如人工合成淀粉能得到推广，我国生产粮食的效率一定能在现在的基础上再上一层楼，试想一下，届时通过人工合成淀粉出口，我们国家能解决全球多少人口的饥荒问题？承担大国责任！

人工合成淀粉这一技术，不仅能够解决饥饿人口温饱问题，还能改善地球环境，缓解全球变暖问题。

因为人工合成淀粉的主要原料就是二氧化碳——全球变暖的“元凶”，如果未来这项技术能够全面推广，二氧化碳在一定程度上会必然会得到消耗。全球气候变暖问题将得到一定程度的缓解。而且更厉害的是，这不是简单地“减少排放”、被动应对，而是“变废为宝”，大幅提高对物质的利用率。

除了解决粮食短缺和全球变暖问题，这项技术还有着国际前程意义。在如今全世界都面临气候、粮食、能源、生态等重大问题的当下，技术必定是翻盘的关键、创造人类美好未来的钥匙。

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美国在上个世纪，曾利用“粮食权利”对其他依赖从美国进口食物的国家，如古巴、苏丹、北朝鲜等进行“制裁”，这是因为他们是全世界最大的粮食生产国和出口国之一。

而我国有着悠久的农业历史，而且自建国以来就对农业、粮食供应的重要性足够重视，加上杂交水稻的技术，发展到如今，以美国为首的出口大国想用粮食“卡住我们的脖子”是不可能的。

但我国人口繁多，目前粮食基本也只是自给自足，而有了如今的人工合成淀粉技术，在未来，我国或许还有余裕可以对那些粮食紧缺的国家进行出口援助，帮助人们脱离饥饿，摆脱大国的粮食控制，大改国际上“粮食权利”的局势。

人工合成淀粉是如何做到的？

如此意义重大的技术，我国科学家们又是怎样做到的呢？既然从植物中也能自然产生淀粉，又为什么要说这项技术了不起？

在试管反应中呈现出“淀粉蓝”的人工合成淀粉

首先，根据地球的碳循环法则法则，淀粉只能在植物的体内合成，这是因为该过程必须依赖植物体内的叶绿体，其化学反应如果用文字方程式表达出来则是：二氧化碳+水+光能→糖+氧气+水。

这个过程看似简单，但正是这些性质让植物变成了与动物完全不同的自养生物。它们在白天进行光反应，将水（H2O）转换为氢气（H2）和氧气（O2），在夜晚进行暗反应，将白天产生的氢气转换为二氧化碳（CO2）和葡萄糖储存在自身体内，实现生物代谢和自给自足。

而储存下来的这些糖（碳水化合物），就成为了全世界所有动物的第一级能量来源。从远古到现在的亿万年间，任何生物的存续都离不开光合作用。但光合作用虽然“伟大”，其对二氧化碳与水的转化效率却不高，根据科学家的研究，约为6%；而动物通过食用从植物中获取能量的效率也只有10%，合计起来，动物对二氧化碳的能量转化率就只有0.6%，实在是有些低。

自然界中的碳循环

自然界如此设置自然有它维护物质和生物平衡的道理，但我们仍然会想，如果这个效率再高一些，世界是不是会出现巨变呢？

而这项技术就做到了这一点！和传统农业生产方式相比，人工合成淀粉的效率达到了前者的8.5倍。

“理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量，相当于5亩土地玉米种植的淀粉年平均产量。”天津工业生物技术研究所所长马延和说。

假如有一天世界末日真的降临，无法大面积地铺平耕地，工业化生产粮食供给全国人民当口粮或许也不是梦。

传统农业方式

值得强调的是，这项技术虽然是通过一种自然界不存在的合成代谢途径，来对淀粉进行“组装”，使其合成效率大幅提高，但核磁共振的检验说明，人工淀粉和天然淀粉的分子结构组成是一致的，也就是说二者并没有本质上的差别，如果将来要上市也须经过严格的质量检验，大家可以放心食用。

人工合成淀粉的“组装”过程

仍存在的担忧

但这项技术虽具有颠覆性，也还有很多人对它提出贴近生活的质疑。例如：为了替代自然界中“光能”的作用，生产这一点点的淀粉需要消耗多少的能量？这种生产方式是不是只在实验室中使用，因为过高的成本无法推广到民间？如果真的推广了，众多农民朋友是不是就失业了？

淀粉

当然这些疑问都是很合理的。在任何技术出现的前期，往往问题都能够有效鞭策技术进步的方向。

我们可以设想一下，世界上第一辆内燃机汽车于1885年刚出现的时候，其时速还没有马车跑得快，而随着时代的革新，汽车的发动机、制动系统、行驶系统逐步完善，组装效率也提高了十几倍，在几十年前就能实现成熟的流水线生产，如今已经能够无人驾驶，迎来“智能汽车”时代，为人类提供了无数的便利。

我们难道能说那第一辆“老马拉车”没有意义吗？

世界上第一辆汽车

我们也可以对这项技术展开新的展望：

• 淀粉在未来能够实现工厂生产，继现代化农用器具之后，农业与工业再次实现新融合；
• 因天灾、生物灾害原因导致的粮食损失现象会大幅度减少，国际上不再有为粮食困扰的人口；
• 工业生产出来的淀粉不仅可以用于粮食领域，还可以用于造纸和建筑，减少了对自然的索取；
• 农业用地将会减少，而那些用地可以用于建设其他用途的工厂、房屋，人类对土地的利用率进一步提高；
• 务农人员会减少，但与此同时会有大批相关新兴岗位上市，形成有前景的职业新潮流。

当然，一切都只是展望，但身处现在的我们难道就能断言不可能吗？这项技术的实际意义如何，只能交给未来来判断。但人工合成淀粉新技术的出现，无疑是前无古人后无来者的。这是一种从0到1的伟大创造，一场山雨欲来的产业革命