二氧化碳变淀粉？全人工合成，还能转化为糖和油。

科技手段完成食物生产，以后粮食不从土里长，吃的蔬菜和水果是“科技合成”，那土地还有人种吗？

民以食为天，面朝黄土背朝天，世代以种粮为生，一亩庄稼地便是一家的口粮，所以如何种地、如何更精细化的耕种也便成为一代代经验。

然2021年天津工生所在国际上首次实现二氧化碳到淀粉从头合成的重大突破，更是相关成果在线发表在《科学》。

由此，“空气变淀粉”并非成为一场空话，而是开始引人深思，凭空造出淀粉营养含量又在多少？未来农民还有地可种吗？

而相较于其中二氧化碳变为淀粉能够含有多少营养价值之前，众人更加好奇，这凭“空”造淀粉到底有可能吗？

之所以如是说，便是大众尤其清楚，这淀粉是粮食最主要的成分，通常由农作物生产，而植物吸收太阳光之后形成淀粉是个漫长的过程，一般需要60多个步骤，大抵需要三四个月时间。

周期长、步骤繁琐，世代农民辛苦呵护有关庄稼生长的规律，二氧化碳又如何能够“学以致用”？

实际上，淀粉的真正制造者是绿色植物，而经过绿色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成为淀粉，但同样地，光合作用却受限于植物体、土地、光照、温度、湿度等等条件。

加上因为农作物的生长周期长，所以需要占用大量的土地，此外仍旧需要消耗淡水、肥料等资源，为的便是完成从无机物到有机物的转化，同时提高二氧化碳的转化速率和光能的利用效率。

然随着全世界气候变化、生态环境污染等一系列问题，粮食安全成为不得不考虑的问题，考虑到二氧化碳又是绿色植物光合作用不可缺少的原料，如何将二氧化碳转化与粮食淀粉合成也成为一大思考。

听来尤其不可思议，但中国科学院天津工业生物技术研究所研究员马延和带领团队，以“搭积木”方式，构建出一条从二氧化碳到淀粉合成只有11步的人工途径却是实现“摆脱自然种植”的框架。

其巧妙的是，经过化学和物理分析，人工合成淀粉与自然淀粉在结构和组成上一样。

且从太阳能到淀粉，人工途径的能量转化效率是玉米的3.5倍，合成速率是玉米的8.5倍。

另外只要能量供给充足，1立方米体积的反应器每年生产的淀粉量，基本可以相当于我国5亩土地玉米种植平均年产量。

显然，人工合成淀粉不仅避开土地种植光合作用出现的一定偏差，甚至产量并非比自然种植的产量低。

而我国于2021年在《自然》中发表的论文核心便表明，人为将二氧化碳转化为淀粉，效率是植物光合作用的8.5倍！

我国该研究一经问世便引起世界轰动，实际在2019年美国人造肉公司Beyond Meat便试图以“科技手段合成”食物的噱头引起过议论。

其初衷与我国试图以在实验室创造出淀粉有过之而无不及，其大力推崇的“植物肉”便是如此，不仅在价格上远高于普通种植农产品，技术层面上也需要更多的学科交叉要求。

终究是需要大量实验数据支撑的一项“人工合成”技术，纵然在该公司挂牌首日股价暴涨163%，但后来也终是不了了之。

而我国的研发显然更为成熟，甚至不止能够转化成淀粉。

人工合成淀粉概念，实际我国研发团队在2015年便有设想，且也经过多次试验最后也是不了了之，2021年正式实现突破，2022年底开始建成吨级中试装置。

从人工合成淀粉1.0版本提高136倍，再到人工淀粉合成速率足足占据玉米淀粉合成速率的8.5倍，从0到1，从1到10，除去优化淀粉产量之外，还减轻了农业压力。

人工合成淀粉

其除去能够转化成淀粉之外，还可以转化成蛋白质、糖类。

人工合成淀粉最直接的便是省去对土地资源的占用，且生产效率提高到90%，节约土地和淡水90%以上，且不需要农药化肥，还对二氧化碳的转化消耗提供巨大便利。

而以企业生产角度来看，相较于传统的植物提取方式，现在生产1公斤产品便可以节约耕地92%，减少碳排放80%，减少水资源浪费90%，连生产周期都是一再缩短。

不夸张的说，“过去几个月的事现在几天就可以完成。”

而根据麦肯锡的预测来看，全球合成生物学与生物智制造的经济价值在2025年，将达到1000亿美元，而全球60%的物质生产可通过生物制造方式实现。

既然人工合成淀粉生产效率如此高效，会立即投入量产吗，实际也不然，搭建新的科研平台，推动技术的更新迭代，想要完全实现将人工合成淀粉进行普及，也并非是一朝一夕的事情，仍旧需要很长的路要走。

且农业工业化该赛道仍旧有巨大的探索空间，这也是令人好奇，人工合成淀粉与自然种植而成淀粉区别有多大。

一个是经过自然光合作用而产量的淀粉，一个是经过结构和组成试验得出的淀粉，虽然从结构和组成上一样，但若说要完全取代，也如前面所说，仍旧有段长路要走。

但不可否认的是，人工合成淀粉带来的产业链对人类经济发展有重要影响，在生产端不仅淀粉需要来自农业种植，同时占用土地资源，还需要大量人力。

而在加工淀粉之际，还会产生巨大的经济生产和劳动就业，但若是实现工业化，降低成本不说，能源消耗也减少，对于全世界淀粉产量来看，终归是跨越了一大步。

参考资料：

“空气变馒头”？这可不是魔术——光明网

未来食品到底离我们有多远？——专访中国工程院院士单杨——新华社

人工合成淀粉，技术造物新突破——新华网

凭“空”造淀粉，他们如何把梦想变为现实？——中国科学报

重大突破！中国科学家首次实现！——澎湃新闻