人类的发展已经超乎自己的想象,曾经刀耕火种的农耕文明,靠天吃饭的时代会不会在我们这一代到彻底改变!不依赖土地、气候、水资源生产粮食,近期,我国通过空气生产淀粉取得了阶段性的重大突破,实验达到了工程量产阶段。
它的确不是科幻,也不是神话,而是我国科研工作的一项实实在在的重大工程。
从0到1的突破用了10年2021年9月24日,《科学》杂志发表了一篇人工合成淀粉取得成功的文章,让世界媒体为之轰动一时,称之为,全球生物制造领域“里程碑式”的意义,这标志着我国二氧化碳合成淀粉生物科研项目正式获得了从0到1的跨越,而这一成就,整整用了科研团队10年的时间。
人工生物合成是一项非常复杂且消耗资源的过程。科学工作者反复实验,从60多个步骤,一项一项精简到11步!能像工业发酵生产啤酒一样生产淀粉。
简单来说,我们将人工合成淀粉分成四个模块,一块一块像积木一样堆起来。
首先,将氧(O2)、氢(H2)和二氧化碳(CO2),通过人工光合作用,生成甲醇(CH₃OH),再把甲醇转化成三碳(C₃),三碳合成六碳(C₆),最后合成淀粉((C₆H₁₀O₅)_n)。看起来是不是很简单,但科研团队却花费了巨大的心血。
从突破到量产人类任何一项研究发明,到最后的满意归属都是为人类文明的进步提供帮助。空气变馒头项目,不仅仅是单纯的科学研究,它的真正使命是让地球发生颠覆性的粮食革命,彻底解决全球粮食危机和人类饥饿问题。
2022年,中科院天津研究团队再次迎来重大突破,他们升级了合成设备,完成了百升级、吨级中试装置,理论上1立方米大小的反应器每年的淀粉产量相当于5亩玉米种植的淀粉产量,效率远超传统农业生产。这一刻,标志着“粮食自由”的梦想似乎不再遥不可及。
接着,科研团队攻坚克难,不断在原模型基础上升级,推出了2.0版,3.0版。工艺的精益求精,让粮食规模化生产,在工厂流水线上就能完成万吨粮食生产,而且可以源源不断。
目前粮食合成速度达到了自然合成速度的8.5倍,是最初1.0版本的136倍,并大幅度降低了生产成本,让人工合成淀粉端上餐桌变得经济可行,并且指日可待。
意义巨大,世界粮食格局可能颠覆这几年,世界在极端气候、战争和环境污染等面前,粮食安全常常得不到保障。
根据最近的报告,全球饥饿人口的数量大约为7.35亿至8.28亿之间。这一数字比2019年的6.13亿有所增长。2022年面临长期饥饿的全球人口约占世界总人口的9.2%。大量地区在粮食危机中越陷越深。亚洲和拉丁美洲在减少饥饿方面取得了一些进展,但全球范围内的饥饿问题仍然是一个严峻的挑战。
结语这项科学成果未来能走多远,我们只能留给时间和历史去检验。
我们仍可以给出一个比较乐观的判断。中国人的智慧,在最近几年,常常让世界刮目相看,让太多不可能变成了可能,“空气变馒头”项目,是否颠覆传统的农业“靠天吃饭”局面,并为世界的饥荒人口带来福音,我们拭目以待!