今年9月下旬,中国科学院天津工业生物技术研究所首次实现了二氧化碳人工合成淀粉,这是人类首次将二氧化碳合成淀粉。然而才过了一个月,就有报道称中国已经利用一氧化碳人工合成蛋白质,并且已经实现了工业化大规模生产。
这又是一个惊人的消息。10月30日,《科技日报》等媒体报道,中国农业科学院饲料研究所宣布,我国在一氧化碳生物合成领域取得重大突破。——,在世界上首次实现了从一氧化碳到蛋白质的合成,创造了工业应用中一步生物合成蛋白质产率最高的世界纪录。合成过程只需22秒,万吨规模的生产已经开始了!
蛋白质是形成生物体的主要原料,广泛存在于各种食品中。所有已知的生物都离不开蛋白质。甚至可以说,所有生物生存的主要目的都是为了寻求供自身使用的蛋白质,人类和其他生物的生理运作、基因表达、生化合成和生理调节。
但蛋白质在自然界中需要生物合成,其自然合成需要一个复杂的过程,其中需要微生物的固氮功能和植物的光合作用形成碳水化合物,再通过三羧酸循环和多种复杂的生物转化和酶促反应,形成氨基酸再合成蛋白质。但在自然界中,植物产生的蛋白质速度慢,物质和能量的转化效率低,最终积累的蛋白质含量低。然而,农业科学院饲料研究所发明的方法可以制备高含量的蛋白质。
消息称,该技术是在中国农业科学院饲料研究所和北京首浪生物科技有限公司的领导下研发的,经过多年的联合攻关,研究团队突破了乙醇梭菌蛋白的核心关键技术,能够以含有一氧化碳和二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料,生产出相当于将无机氮和碳转化为有机氮和碳的新型饲料蛋白资源“乙醇梭菌蛋白”。而且转化后的乙醇梭菌蛋白质含量高达83%,远超部分肉蛋的蛋白质含量,是大豆的近3倍。该蛋白可用于动物饲料,未来可能成为畜牧业的主要饲料。因此,该技术也被认为开辟了一条利用低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白的新途径。
一氧化碳主要存在于未完全燃烧的气体中,与二氧化碳有关。在我们看来,它属于废气和有害气体。如果人呼吸多了,还可能引起一氧化碳中毒,被称为“中煤气”。所以也是一种很讨厌的气体,但是科学家可以通过这项技术把它变成宝,只需要22秒就可以完成一氧化碳合成蛋白质的化学过程,大大提高了。
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更可贵的是,农科院饲料所的一氧化碳合成蛋白质技术已经实用化——已形成万吨级工业产能。这和天津工业生物技术研究所发明二氧化碳合成淀粉的技术不同,后者还不能实用化。若以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)来计算,它的蛋白质含量相当于2800万吨大豆,而我国大豆主要依赖进口,目前每年约进口1亿吨,所以这种方式生产蛋白质将来或能大量节省大豆,某些需要大豆提取蛋白的领域,以及饲料用蛋白等,其所需要的大豆或将被替代。
毫无疑问,这是又一大喜讯!实际上已有专家认为这项技术的意义不下于用二氧化碳合成淀粉,因为它一举突破了天然蛋白质由植物合成的限制,使之可以不通过生物创造过程而快速生产,并且已经开始了工业化大量生产,在将来二氧化碳人工合成淀粉技术成熟后,它们或将开启人类农业和食品领域新纪元。
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