我國(guó)科學(xué)家把二氧化碳變成了糖開創(chuàng)非種植制糖新途徑

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2025-07-10 13:37:07 環(huán)球網(wǎng)科技

中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所近日通過構(gòu)建體外生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)甲醇合成蔗糖，打破了依賴自然種植甘蔗和甜菜獲取蔗糖的傳統(tǒng)方式。這一突破為更多糖分子的生物合成提供了新的研究方向。

此前，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所已成功利用化學(xué)手段將二氧化碳固定并轉(zhuǎn)化為甲醇，這一過程被稱為“液態(tài)陽光”的制造工藝。如果能在完成二氧化碳固定后，從工業(yè)廢棄物中提取甲醇等低碳分子，并通過生物手段將其轉(zhuǎn)化為糖分子，這將開辟一種無需依賴土地種植的全新制糖途徑。

實(shí)驗(yàn)室中，研究人員設(shè)計(jì)了一條非天然的蔗糖合成途徑，構(gòu)建了一個(gè)高效的“分子生產(chǎn)線”。與傳統(tǒng)合成路徑相比，該生產(chǎn)線在反應(yīng)步驟和能量消耗上具有明顯優(yōu)勢(shì)。通過進(jìn)一步優(yōu)化人工生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，突破了關(guān)鍵酶的限速瓶頸，實(shí)現(xiàn)了甲醇等非糧低碳分子合成蔗糖，產(chǎn)物濃度達(dá)到14g/L。

這項(xiàng)研究的意義不僅在于成功合成了蔗糖，還在于搭建了一個(gè)體外生物轉(zhuǎn)化平臺(tái)，為“人工糖世界”打開了大門。借助該平臺(tái)，科研人員不僅合成了低分子量淀粉、纖維寡糖等功能糖產(chǎn)品，而且這些產(chǎn)品的得率很高，可廣泛應(yīng)用于食品和飼料領(lǐng)域。

此外，開發(fā)的體外生物合成系統(tǒng)能夠與電催化或熱催化還原二氧化碳的過程相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳開始轉(zhuǎn)化合成蔗糖的目標(biāo)。以二氧化碳為核心原料，未來科研人員計(jì)劃引入不同的酶催化劑，以合成自然界中含量稀少但功效獨(dú)特的糖分子，此舉對(duì)推動(dòng)綠色發(fā)展可能產(chǎn)生積極影響。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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