十三的奇思妙想小红书，十三岁的奇思妙想？

面对空气中的二氧化碳，实验室里又会有怎样的奇思妙想呢？在中国科学家手中，二氧化碳被人工精准合成了人体不可或缺的糖，实现了华丽转身。

这颗糖不简单，它是国家发展的重要关键。人工高效、精准制糖可以为食品、医药和工业制造等领域提供更加健康、多元的原材料，助力建设健康中国和实施“双碳”战略。同时，打破“二氧化碳—生物质资源—糖”的传统加工模式，有助于降低来自农业生产方面的不确定性风险，对保障国家粮食安全具有重要意义。

为绿色化学打开一扇门

两年前，中国科学院天津工业生物技术研究所在实验室成功地实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，这一成就在国内外引起了广泛的关注和赞誉。现在，两年之后，该研究所与中国科学院大连化学物理研究所的科研团队合作，在此前合成淀粉的成功基础上再次取得了创新性的突破。

走进中国科学院天津工业生物技术研究所办公大楼，映入眼帘的是密密麻麻一整面专利墙。“我们的最新研究成果实现了糖分子的精确合成，使糖分子的立体结构可以被控制。”在实验室内，身穿白大褂的副研究员、论文第一作者杨建刚如是说道。这项由实验室孕育而出的成果，为摆脱自然限制、利用二氧化碳创造多样化糖类提供了新的可能性。

研究团队以碳素缩合、异构和脱磷等酶促反应为切入点，通过人工改造自然来源的酶催化剂的特性，实现了此次研究的重要创新。在实验操作阶段，研究人员按照一定比例在反应溶液中配制了二氧化碳等原料。在经过改造的酶催化剂的作用下，仅用约17个小时就高效地获得了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖和甘露糖等四种己糖。

杨建刚表示，该过程的碳转化率高于传统植物光合作用，比已知的化学法制糖以及电化学-生物学耦合的人工制糖方法有更高的效率。与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比，糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越。

十三的奇思妙想小红书，十三岁的奇思妙想？

中国科学院天津工业生物技术研究所实验室，副研究员杨建刚正在进行人工合成己糖实验。

研究成果的另一个显著特点是其精准性，这意味着在实验阶段能够精确控制所需合成的糖的特性。中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和表示，这一突破对于解决复杂糖结构并实现人工精准可控合成具有重要意义。

曼弗雷德·雷茨，德国科学院院士，对该论文提出的评价认为，将二氧化碳转化为糖是一项极具挑战性的工作。这一研究成果为绿色化学开辟了新的途径，提供了一种灵活、多功能和高效的糖合成路线。

稀少糖产业化未来可期

杨建刚解释说：“自然界中含量最丰富的单糖就是己糖，与机体的营养代谢关系最密切。”他指出，糖的主要功能是为人体提供热量，大约70%的能量需求依赖于糖分。

最新科研突破，带来了像蜜一样甜美的空气。近日, 一名半月谈记者在研究所尝到了一种深红色软糖，其中含有阿洛酮糖。这种软糖的口味与一般软糖几乎无差异，但却意义非凡。阿洛酮糖甜度约为蔗糖的70%，口感纯正，却几乎不含卡路里。它不仅能促进消化、控制体重，还可以抑制血糖，被认为是一种有助于减肥和改善体脂率的新一代天然甜味剂。

葡萄糖是一种自然界中含量最丰富的己糖之一，大部分其他己糖在自然界中非常罕见。阿洛酮糖和塔格糖等稀有糖是代表，它们口感类似食糖，但升糖指数较低。

稀少糖的产业化及应用推广一直受到其无法通过提取进行生产的制约。 20世纪90年代，日本学者在土壤中发现了“稀少糖诱导的稀少酶”的存在，这一发现推动了利用分子生物学方法进行稀少糖酶研究，从而促进了阿洛酮糖的产业化。

“健康糖”含量丰富的产品已在一些国家开始上市销售。随着产业化进程不断推进，我们相信在不久的将来，我们的日常生活中将会有更多含有“健康糖”的饮料、蛋糕等食品出现。通过科研突破，不同种类糖的产业化都将有望实现。

开创糖来源多元化局面

由于植物光合作用能量转换效率有限，传统的二氧化碳转化为生物质资源再制成糖的加工过程受到了限制。而全球气候变暖导致的土地退化和短缺，以及频发的极端天气和自然灾害，对糖类生物质资源的生产方式造成了供应安全风险。

根据海关数据显示，2022年我国糖的累计进口金额为25.64亿美元，同比增长了12.33%，进口数量达到了527.6万吨。人工合成糖的高效精准生产有望帮助减少农业生产不确定性风险，更好地满足国内的糖需求，并且为人类所需糖的供应做出更充分的贡献。

杨建刚表示，这套研究方法获得的糖，可作为原料应用于食品、医药等领域，缓解日益增长的人口对糖的需求压力。合成的葡萄糖等糖分子，还可以作为工业生物制造关键原材料，合成其他化学品。

根据数据显示，我国用占全球9%的耕地、6%的淡水资源，养活了占全球近20%的人口，这是了不起的成就。研究团队成员宋皖表示，糖在食品、生物医药、工业等领域有着广泛的应用。他们的研究成果为在工业条件下直接制糖开辟了新路径，降低了对土地和水的依赖，这将对我国的可持续发展和资源利用产生积极影响。

北京化工大学教授张一飞指出，利用更少的能量，以更短的催化路径精确地合成多种附加值更高的糖分子，为制糖提供了一条非农业路线，同时也为农业现代化开辟了新思路。

在当前低碳发展已经成为主要趋势的背景下，二氧化碳的转化利用显得尤为关键。人工合成碳水化合物是一种有效消耗二氧化碳的方式，通过将二氧化碳转化为淀粉、糖等人类日常生活所需的物质，可以减少二氧化碳的排放，有助于加快实现“双碳”目标。（本文参考自半月谈记者毛振华王井怀）

来源：新华社

本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，请发送邮件至 sumchina520@foxmail.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
如若转载，请注明出处：https://www.dianshango.com/125121.html

十三的奇思妙想小红书，十三岁的奇思妙想？

相关推荐