中国科学院天津工业生物技术研究所副研究员 蔡韬:把计算设计这条路径切成4个模块,先找模块内的问题,再找模块间的问题,通过这种方式就把我们原先计算设计的9步途径变成了11步的反应,这11步的反应在现实的试管中就可以实现了,就实现了一碳化合物到淀粉的合成。
团队告诉记者,虽然第一次实现了淀粉合成,但是能力很弱,需要通过蛋白质工程改造和时空分离等策略,将人工淀粉的生产强度提高130多倍,最终实现了整个淀粉人工合成的过程。
整整六年,科研团队进行了几百次测试,完成了33本实验记录,在无数次尝试失败之后,内心的纠结和痛苦无处不在,甚至让他们开始怀疑人生。但也正是这样的坚持,才有了后来的曙光和希望。
自然淀粉中是直链淀粉和支链淀粉混在一起,目前实验室里合成的主要是直链淀粉。从外观上看,人工合成淀粉跟从玉米、薯类等农作物中提纯出来的淀粉是一样的。
中国科学院天津工业生物技术研究所所长 马延和:从加工性能和吃起来的口感上可能会有一些区别。吃起来比较劲道,像粉条那样的感觉。从营养价值到分子结构、外观,这些都没有任何区别。
作为一种基础研究领域的原创性突破,人工合成淀粉仍处在实验阶段。实验室规模小,平均一小时能合成出的淀粉只有几克,但是按照目前的技术参数,在能量供给充足的条件下,1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉平均年产量,这为淀粉生产的车间制造提供了可能。