科学|人工合成淀粉！我国科学家的重大突破( 四 )_科普|财经

通过使用这三种工程酶（fls-M3、fbp-AGR和agp-M3），研究团队构建了ASAP2.0 ，它在10小时内从20mM甲醇中产生了约230mgl-1直链淀粉。与ASAP1.0相比， ASAP2.0的淀粉生产率提高了7.6倍。

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在ASAP2.0中取得上述成功后，研究团队通过先前开发的无机催化剂ZnO-ZrO2将酶促过程与CO2还原相结合，进而从CO2和氢气合成淀粉。由于CO2加氢的不利条件，研究团队在ASAP3.0中开发了具有化学反应单元和酶促反应单元的化学酶促级联系统。为了满足fls对高浓度甲醛的需求并避免其对其他酶的毒性，他们进一步用两个步骤操作酶促单元（图3A）。为了从CO2合成淀粉，研究团队在ASAP3.1中引入了来自创伤弧菌的淀粉分支酶(sbe) 。该设置在4小时内产生了约1.3gL-1淀粉（图3A）。合成淀粉在碘处理后呈红棕色，吸收最大值与标准直链淀粉相当（图3B）。合成的直链淀粉都表现出与其标准对应物相同的1到6个质子核磁共振信号（图3C、3D）。

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人工合成淀粉的应用那么人工合成的淀粉，和自然淀粉一样吗？
在外观上，人工合成淀粉跟从玉米、薯类等农作物中提纯出来的淀粉看起来是一样的。科研人员对淀粉的基本判断方法是在溶液中加碘液，直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。此外，他们还专门对合成物进行了理化分析。通过核磁共振等检测，它和自然生产的淀粉一模一样。
在口感上，如果把人工合成淀粉做成面条、粉丝，大概会像意大利面那样劲道。因为自然淀粉是一种植物多糖，是由几百到几千个葡萄糖单体脱水缩合而成，一般由直链淀粉和支链淀粉混合组成。直链淀粉可溶于热水，分子量比支链淀粉小；支链淀粉不溶于冷水，与热水作用会形成浆糊，分子量比直链淀粉大。目前实验室里合成的主要是直链淀粉，合成的支链淀粉没有自然淀粉中的支链淀粉那么复杂。
该论文的通讯作者、天津工业生物技术研究所研究员马延和认为这项成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗，如果未来该系统过程成本能够降低到与农业种植相比更具有经济可行性，将会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展，推动形成可持续的生物基社会。

科学|人工合成淀粉！我国科学家的重大突破( 四 )

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