通過(guò)電化學(xué)耦合生物發(fā)酵將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)鏈產(chǎn)物的示意圖。 （研究團(tuán)隊(duì)供圖）

中國(guó)科學(xué)家此前在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳從頭合成淀粉。除了“改變”淀粉之外，二氧化碳還能“改變”其他東西嗎？這個(gè)結(jié)果給出了肯定的答案。

葡萄糖和油是重要的食物成分。二氧化碳通過(guò)催化過(guò)程轉(zhuǎn)化為葡萄糖或油。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究人員眾多，但成功的案例卻十分罕見(jiàn)。

在這項(xiàng)研究中，研究人員首先有效還原二氧化碳來(lái)合成高濃度的乙酸，然后利用釀酒酵母發(fā)酵乙酸。 “這個(gè)過(guò)程可以理解為首先將二氧化碳轉(zhuǎn)化為釀酒酵母的‘食物’乙酸，然后釀酒酵母繼續(xù)‘嫉妒’地合成葡萄糖和脂肪酸?！毖芯咳藛T之一、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授曾杰說(shuō)。

自然界糧食作物的生長(zhǎng)受季節(jié)、地區(qū)、氣候的影響。這項(xiàng)研究完全是人為可控的，突破了很多外部條件。 “利用這種電催化與生物合成相結(jié)合的模式，‘從頭開(kāi)始’合成了克級(jí)的葡萄糖，這顯示了該策略的高生產(chǎn)水平和發(fā)展?jié)摿??！毖芯咳藛T之一、中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員于濤說(shuō)。

“未來(lái)，如果想要合成淀粉、制造顏料、生產(chǎn)藥物等，只需保持電催化設(shè)施不變，更換發(fā)酵所用的微生物即可。”研究人員之一、電子科技大學(xué)教授夏川表示，從科研成果來(lái)看，從產(chǎn)出到大規(guī)模應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，這取決于綜合提升相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的不斷降低。未來(lái)將進(jìn)一步研究電催化和生物發(fā)酵兩個(gè)平臺(tái)的同相容性和相容性。

上海交通大學(xué)微生物代謝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任鄧子新院士評(píng)價(jià)：該研究開(kāi)辟了電化學(xué)與活細(xì)胞催化相結(jié)合制備葡萄糖等食品的新策略，提供了新范式進(jìn)一步發(fā)展以電力為基礎(chǔ)的新型農(nóng)業(yè)和生物制造產(chǎn)業(yè)。是二氧化碳利用的重要發(fā)展方向。

該成果28日以封面文章發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·催化》上。