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全球首次!我国实现规模化一氧化碳合成蛋白质
2021年11月03日 08:49   化工热点

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利用工业废气“无中生有”合成蛋白质?

没错!中国农业科学院饲料研究所10月30日宣布,我国在全球范围内首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,并已形成万吨级工业产能!这一科研成果突破了天然蛋白质植物合成的条件限制,弥补了我国农业的最大短板,同时对实现中国“双碳”目标具有战略性意义。

我国科学家是怎么做到“从无到有”达到“万吨级产能”的呢?

众所周知,蛋白质是形成生物体的主要原料,广泛存在于各类食品。已知的所有生命体本身都离不开蛋白质,人类与其他生物的生理运行、生命遗传表达、生化合成和生理调控等生命过程均受到蛋白质的影响。而自然界中最原始的蛋白质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,再经过三羧酸循环途径以及多个复杂的生物转换与酶促反应,形成氨基酸后再合成为蛋白质。其中涉及复杂的表达、生化合成、生理调控等生命过程,整个过程总共要花费3个月的时间。除此之外,自然界中植物的蛋白质产生反应缓慢、物质和能量的转化效率较低,最终积累的蛋白质含量也较低。

而此次突破的最大亮点在于,合成蛋白质的原材料只有含有一氧化碳和二氧化碳的工业尾气以及氨水。这些普通的原料经过发酵、氧化、蒸馏脱水、蛋白提取等步骤,能在22秒内快速生成蛋白质和天然气,将蛋白质含量从原先的30%提高到了85%。

这种革命性的突破得益于我国自主研发的乙醇梭菌蛋白合成技术,该技术可以将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳,实现了从0到1的自主创新!若以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)计算,相当于2800万吨进口大豆(蛋白含量30%)当量,可减排二氧化碳2.5亿吨,节省耕地10亿亩(以平均亩产大豆300斤计)。真正实现了“不与人争粮、不与粮争地”的生产蛋白质的新途径。

由此yb网站可以试想,有了这项技术,将大大缓解我国饲料蛋白质的进口需求,以后或许根本不需要每年花3000亿从美国进口大豆。用工业尾气就可以换来蛋白质,性价比也太高了吧!

记得一个月之前的另一个重磅新闻,中科院天津工业生物所在《科学》上线发表从二氧化碳合成淀粉的全过程。通常yb网站人体最主要的能量来源——淀粉,如大米和小麦,都是由植物经过光合作用产生的。而现在我国科学家创造了一种人工光合作用合成淀粉,将原先大自然的66个化学反应缩短为11个,其主要过程包括:

据推算,此方法从太阳能到淀粉的能量效率转化是玉米的3.5 倍,淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍,理论上1立方米大小年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量!

“二氧化碳合成淀粉”到“一氧化碳合成蛋白质”,短短一个月的时间里,我国迎来两项重大科研突破,真是令人鼓掌欢呼!中国科技正在引领和改变世界!(Bioon.com)