二氧化碳制“糖”應用廣

　　以二氧化碳為原料制糖，是從二氧化碳到淀粉的人工全合成后又一全新研究成果。一方面能滿足人們對糖的各種需求，有望減少對土地和水等自然資源的依賴，降低傳統制糖過程中糖原料供應風險。另一方面可消耗大量二氧化碳，助力“雙碳”目標的實現。

 

　　日前，位于天津港保稅區的中國科學院天津工業生物技術研究所發布消息稱，已實現從二氧化碳到糖的精準全合成，解決了糖分子立體結構可控的難題，為擺脫自然合成途徑、利用二氧化碳創造多樣的糖世界提供了可能。這是該研究所繼2021年首次在實驗室實現從二氧化碳到淀粉的人工全合成后又一全新研究成果。

 

　　人工合成糖的精準全合成技術有哪些應用前景？未來產業化路徑如何？中國科學院天津工業生物技術研究所副研究員楊建剛表示，人工制糖可獲得與傳統制糖結構相同的糖成分，可用于食品領域，如生產面包、糖果、糕點、飲料等，滿足人們對糖的各種需求，有望減少對土地和水等自然資源的依賴，降低傳統制糖過程中糖原料供應風險。

 

　　楊建剛介紹，這項技術是基于碳素縮合、異構、脫磷等酶促反應。中國科學院天津工業生物技術研究所與中國科學院大連化學物理研究所科研團隊合作，設計構建化學—酶耦聯的非天然轉化途徑，工程化設計改造酶蛋白分子的催化特性，實現了精準控制合成不同結構與功能的己糖，其碳轉化率高于傳統植物光合作用，同時高于已報道的化學法制糖以及電化學—生物學耦聯的人工制糖方法，代表目前人工制糖路線中碳轉化效率的較高水平。與此同時，建立了可進一步延伸糖產物種類和構型的生物系統，可實現人工創造糖分子多樣性。

 

　　在談到這項新技術的未來產業化路徑時，楊建剛表示，糖是工業生物制造產業的關鍵原材料，當前工業發酵以葡萄糖等糖質材料作為原料，其主要來源于玉米、馬鈴薯等糧食作物，存在與人爭糧的風險。開發人工制糖方法，合成發酵工業所需要的關鍵原材料葡萄糖等，一方面，可解決與人爭糧的問題。另一方面，這種人工制糖方法以二氧化碳為原料，未來產業化應用后，可消耗大量二氧化碳，助力“雙碳”目標的實現。合成的葡萄糖等糖分子，還可以通過發酵和生物合成方法，合成不同種類的化學品，如氨基酸、有機酸、材料單體等，從而滿足人類生產生活中其他物質需求。

 

　　國際生物催化領域專家曼弗雷德·雷茨評價該項技術稱，將二氧化碳轉化為碳水化合物的成果，在這一競爭性研究領域取得真正突破，提供了一種靈活性、多功能性和高效性糖合成路線，為綠色化學打開了一扇門。