在中國科學院天津工業生物技術研究所(以下簡稱天津工業生物所)實驗室,該所功能糖與天然活性物質團隊成員將高濃度二氧化碳等原料在反應溶液中按一定比例調配,在化學催化劑和酶催化劑的作用下,得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4種己糖。整套實驗反應時長約17小時。
很難想象,千百年來,人類通過種植甘蔗等農作物提取糖分的傳統方式,已經被實驗室的科研人員顛覆。
以二氧化碳為原料,不依賴植物光合作用,直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕,真實地發生在天津工業生物所的實驗室里。2021年9月24日,國際學術期刊《科學》報道了該所科研人員在國際上首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。
淀粉之外,還可以合成什么?于是,這支團隊很快確定了從二氧化碳到糖的合成路徑。起初,研究工作一路高歌猛進,但在催化劑的選擇上,他們陷入了困境。
在經過一年半的時間、百余次的嘗試后,他們終于從上千個催化劑與組合中找到了最佳“候選者”。利用這些催化劑,二氧化碳合成糖的效率達到0.67克每升每小時,比其他已知技術路線提高10倍以上。葡萄糖的碳固定合成效率達到每毫克催化劑每分鐘59.8納摩爾碳,達到目前已知國內外人工制糖的最高水平。
(摘自《科技日報》)