中国科学家携手，真正实现二氧化碳从头转化合成蔗糖

@李旭的散装生物学：

中国科学家携手，真正实现二氧化碳从头转化合成蔗糖

大家好，我是李旭。

咱们国家的合成生物学又取得了重大突破，二氧化碳直接可以变成白糖了。

中国科学院的两个研究所，天津工业生物技术研究所和大连化学物理研究所一起携手，在几年前实现二氧化碳合成淀粉之后，再次取得关键性突破，您要知道，这白糖不但是重要的食品和营养来源，更是制造炸药的战略物资，以后咱们喝着西北风就能源源不断产出白糖，想想就让人兴奋。

但是这项技术他真的能够大规模工业化生产了吗？它的生产成本到底高不高？和我们传统的通过种植甘蔗，还有甜菜制作白糖相比，哪种方法更划算呢？

首先我要从技术上告诉大家，从二氧化碳变成白糖需要一个什么样的过程？

这其实主要分为两个大的步骤，首先是要把二氧化碳变成甲醇，然后才是把甲醇变成白糖。

在这项工作中，大连化物所李灿院士团队完成了第一步二氧化碳变甲醇的工作，天津工业生物技术研究所完成了第二步甲醇变白糖的任务。在几年前实现了二氧化碳合成淀粉后，天津工业生物技术研究所的研究人员继续前进，搞定了二氧化碳合成葡萄糖等单糖的工作，而这次，则是终于搞定了更加复杂的双糖合成。

从甲醇到糖的转化，需要用到各种各样的生物酶，从甲醇到葡萄糖前体需要5个步骤的酶催化反应，到果糖差不多6步，再到蔗糖还需要4步，正是靠着生物学的技术突破，科学家们才从自然界的植物身上找到了负责积攒糖分的所有重要零件，然后抛掉植物载体，凭空构建出了一套人工合成体系，让复杂的生物过程能够在实验室和工厂中，以更高的效率源源不断制造白糖。

但是这种完全用人工体系制造出来的白糖，它安全吗？它能吃吗？

因为整个生产过程里边用的都是大自然里边存在的酶，而且最终生产出来的也是真正意义上的蔗糖，所以说它肯定是能吃的。而且在突破了双糖合成之后，我们还可以进一步合成各种各样的生物多糖。就好像是人参多糖，枸杞多糖，银耳多糖。这些对于身体有好处的东西，我们都可以找到合适的酶还有合成途径，靠着工业化的方法，源源不断生产出来，让我们变得更健康。

那么这种方法制造白糖，它的成本高不高？能不能够大规模工业化生产呢？

刚刚我们提到过这项技术分为两个步骤，首先是二氧化碳变成甲醇，这一步的成本非常低，已经进入实际应用阶段，而甲醇到蔗糖的环节，因为需要用到很多的生物酶，暂时成本还比较高。但是在人工智能的帮助下，各种酶的效率和结构在不断优化，成本也在迅速下降，相信很快就可以走进寻常百姓家。

还有朋友可能会问，植物还有农作物，它们进行光合作用的本质其实就是把二氧化碳转变成为糖，还有淀粉这些营养物质，已经有了各种各样的农作物，为什么还要去研究用人工的办法将二氧化碳变成蔗糖这样的一种过程呢？原因就在于人工合成的效率比大自然的光合作用效率高的多，植物对于阳光的利用大概只能够达到2%的水平，但是我们在实验室里和工厂里可以把这样的转化率提高到17%。所以等我们完全掌握了这些技术以后，很多原材料的生产都会变得更有效率更加便宜。

有科学家预测以后我们医术住行相关的各种基本物资。生产其中会有70%以上，都是用合成生物学的方法加以完成的。到那个时候，饿肚子这件事情应该就能和人类彻底的说再见了。

除了制造各种各样的重要物资，科学家进行这方面的研究，还能够帮助我们更快更多地消耗二氧化碳，避免地球继续变暖。大家其实已经感受到了，这些年的天气变化已经越来越剧烈，努力用技术方法让天气这匹脱缰的野马回归正轨，也是全世界的科学家都在努力追求的重要目标。

总而言之，这项能够把二氧化碳直接变成白糖的技术突破，既能帮助人类解决粮食危机，又能帮我们带来更加清洁美好的环境，还能阻止全球气候变暖，实在是功在当代、善莫大焉。期待能早日吃到二氧化碳牌的白砂糖！