利用工業(yè)廢氣“無中生有”合成蛋白質(zhì)？沒錯(cuò)！中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所10月30日宣布，我國(guó)在全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成，并已形成萬噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)能！這一科研成果突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的條件限制，彌補(bǔ)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的最大短板，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)“雙碳”目標(biāo)具有戰(zhàn)略性意義。我國(guó)科學(xué)家是怎么做到“從無到有”達(dá)到“萬噸級(jí)產(chǎn)能”的呢？

利用工業(yè)廢氣“無中生有”合成蛋白質(zhì)？

沒錯(cuò)！中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所10月30日宣布，我國(guó)在全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成，并已形成萬噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)能！這一科研成果突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的條件限制，彌補(bǔ)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的最大短板，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)“雙碳”目標(biāo)具有戰(zhàn)略性意義。

我國(guó)科學(xué)家是怎么做到“從無到有”達(dá)到“萬噸級(jí)產(chǎn)能”的呢？

眾所周知，蛋白質(zhì)是形成生物體的主要原料，廣泛存在于各類食品。已知的所有生命體本身都離不開蛋白質(zhì)，人類與其他生物的生理運(yùn)行、生命遺傳表達(dá)、生化合成和生理調(diào)控等生命過程均受到蛋白質(zhì)的影響。而自然界中最原始的蛋白質(zhì)主要是需要微生物的固氮功能，利用植物的光合作用形成碳水化合物，再經(jīng)過三羧酸循環(huán)途徑以及多個(gè)復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)換與酶促反應(yīng)，形成氨基酸后再合成為蛋白質(zhì)。其中涉及復(fù)雜的遺傳表達(dá)、生化合成、生理調(diào)控等生命過程，整個(gè)過程總共要花費(fèi)3個(gè)月的時(shí)間。除此之外，自然界中植物的蛋白質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)緩慢、物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化效率較低，最終積累的蛋白質(zhì)含量也較低。

而此次突破的最大亮點(diǎn)在于，合成蛋白質(zhì)的原材料只有含有一氧化碳和二氧化碳的工業(yè)尾氣以及氨水。這些普通的原料經(jīng)過發(fā)酵、氧化、蒸餾脫水、蛋白提取等步驟，能在22秒內(nèi)快速生成蛋白質(zhì)和天然氣，將蛋白質(zhì)含量從原先的30%提高到了85%。

這種革命性的突破得益于我國(guó)自主研發(fā)的乙醇梭菌蛋白合成技術(shù)，該技術(shù)可以將無機(jī)的氮和碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)的氮和碳，實(shí)現(xiàn)了從0到1的自主創(chuàng)新！若以工業(yè)化生產(chǎn)1000萬噸乙醇梭菌蛋白（蛋白含量83%）計(jì)算，相當(dāng)于2800萬噸進(jìn)口大豆（蛋白含量30%）當(dāng)量，可減排二氧化碳2.5億噸，節(jié)省耕地10億畝（以平均畝產(chǎn)大豆300斤計(jì)）。真正實(shí)現(xiàn)了“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的生產(chǎn)蛋白質(zhì)的新途徑。

由此我們可以試想，有了這項(xiàng)技術(shù)，將大大緩解我國(guó)飼料蛋白質(zhì)的進(jìn)口需求，以后或許根本不需要每年花3000億從美國(guó)進(jìn)口大豆。用工業(yè)尾氣就可以換來蛋白質(zhì)，性價(jià)比也太高了吧！

記得一個(gè)月之前的另一個(gè)重磅新聞，中科院天津工業(yè)生物所在《科學(xué)》上線發(fā)表從二氧化碳合成淀粉的全過程。通常我們?nèi)梭w最主要的能量來源——淀粉，如大米和小麥，都是由植物經(jīng)過光合作用產(chǎn)生的。而現(xiàn)在我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造了一種人工光合作用合成淀粉，將原先大自然的66個(gè)化學(xué)反應(yīng)縮短為11個(gè)，其主要過程包括：

據(jù)推算，此方法從太陽能到淀粉的能量效率轉(zhuǎn)化是玉米的3.5 倍，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，理論上1立方米大小年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量！

從“二氧化碳合成淀粉”到“一氧化碳合成蛋白質(zhì)”，短短一個(gè)月的時(shí)間里，我國(guó)迎來兩項(xiàng)重大科研突破，真是令人鼓掌歡呼！中國(guó)科技正在引領(lǐng)和改變世界！