引言
你敢相信,在不久后的将来,我国的粮食生产将不再局限于土地之中,而是可以一开化学技术进行合成!
尽管这听起来似乎有些“异想天开”甚至“黑暗”,但现实正是如此,如今,我国的科学家已经可以自己合成粮食了!
这究竟是怎么一回事呢?我国科学家所合成的粮食,是否真的能够在不久之后的将来为人类的食物革新开拓新的方向呢?
粮食不够吃了?
中国有句古话:民以食为天。
粮食作为一个国家的命脉,是安定民生的根本。
而我国地大物博,光是农业大省都数不胜数,在农民伯伯辛苦的劳作下,中国粮食年产量也在与日俱增。
单单2023年,我国的粮食总产量就达到了13908亿斤,而根据相关数据计算,全国每天加起来要消耗的粮食仅有70万吨左右。
按照消耗的和咱们生产的比例来说,我国的粮食完全够吃,甚至还能富余很多。
信息来源:中国渔业协会智慧渔业分会--14多亿人的“饭碗”如何端牢?这些数据,就是我们的底气!2024年04月27日
当然,除了能自给自足外,每年的粮食出口也给我国带来了不少的收益。
所以当人们听到粮食可以用人工合成后,也不禁好奇起来,难道是现有的粮食不够吃了?
这个答案显然是否定的,就像上面所说的,中国百姓根本不用担心吃不上饭的问题。
那么这种人工合成的粮食又是为了什么呢?它又是如何合成的?
新科技引领世界
我们都知道,淀粉作为碳水化合物,是人们日常生活中不可或缺的食物,无论是土豆、大米亦或是其他粮食,大部分都含有淀粉的存在,其重要性不言而喻。
在平时的生活中,大家也可以购买到诸如玉米淀粉、红薯淀粉这样的食材。
但是其本身都是从食物本身当中提取出来的,本质上还是无法脱离粮食本身。
而我国的这项突破,正是靠人工合成淀粉!
信息来源:新华网--人工合成淀粉,技术造物新突破2024-08-06
那么如何能够在不用到粮食本身的的情况下,制造出淀粉呢?
这种问题就好比怎样才能绕过母鸡,凭空生出一个鸡蛋,而就是这样困难的问题,却在2018年的时候被我国的科学家攻克了。
2018年时,我国的研究人员成功利用化学元素成功合成出了淀粉,尽管产量极低,只能够用来做实验和测试。
但就其实际价值而言,那一罐子小小的淀粉,却标志着我国在人造粮食领域的一大进步。
所谓“万事开头难”,一旦开了个好头,那么后面的研究自然就会一帆风顺。
在我国研究人员的不懈努力之下,合成淀粉的产量以及相关的难题也在一次次的实验和试错之中被不断攻克。
随着合成方法的迭代,人工合成淀粉的速率甚至已经超越了玉米。
信息来源:中科院物理所--首次!中科院科学家实现CO?人工合成淀粉,效率比玉米高8.5倍2021-09-25
那么这种人工合成淀粉究竟是怎么“绕过母鸡凭空生蛋”的呢?
人工合成淀粉,如何合成?
要知道,淀粉是植物光合作用的产物,光合作用是将二氧化碳与水转化为碳水化合物的过程,而这又是植物的专利,所以一直都难以复刻。
从化学和生物角度来说,光合作用的过程虽然难以复刻。
但如果细化到微观领域,将这一过程给分解拼接,把每一个元素的反应过程都复刻下来,便可以达到接近光合作用的效果。
我国的科学家巧妙地将二氧化碳分解为甲醇等光合作用中实际参与反应的元素,并将这些元素直接与植物中中的生物酶进行反应。
打个比方的话,那就是植物进行光合作用的时候,相当于是绕了远路,有许多的不相干元素掺入其中。
但是我国科学家进行的淀粉合成流程,相当于直接剔除了光合作用中的其他步骤,直接进行淀粉合成。
这样一来不仅可以有效合成淀粉,还减少了繁杂的化学反应步骤。
这种通过人工合成的淀粉不仅横向对比其他植物的产能更高,而且还实现了淀粉本身的可控性。
即我们可以通过操控参与反应的元素配比,来合成不同类型的淀粉,如此一来,便可以实现真正意义上的淀粉多样化。
其实,看到这里,不少小伙伴或许心中仍然存在一个疑虑。
那便是现有的粮食产量分明足以满足我们的日常消耗,为何要大费周折来进行人造淀粉的合成呢?
其实原因很简单,那就是土地的限制。
我们都知道,随着时代的发展,人口的增多,土地问题愈发尖锐。
而人工合成淀粉的出现,恰好帮助我们摆脱了土地、气候的限制,让工业化产粮成为了可行。
甚至在某种意义上来说,人工合成淀粉还是在为环保做贡献,毕竟其生产过程中消耗的二氧化碳,可是与植物的光合作用没有分别。
可以说,人工合成淀粉必然是未来可期,而之所以它能够做到今天这一步,也离不开我国科学家们呕心沥血的默默耕耘。
2015年时,担任天津工业生物所所长的马延和提出了人工合成淀粉的想法。
然而这一“异想天开”的设想却遭到了国内外专业人士的反对,但是他却并未因此气馁,带着手底下的研究人员在实验室内不舍昼夜地进行研究,最终在2018年时成功制造出了人造淀粉。
如今,人工合成淀粉的产量早已经由最开始的零星几克,到了如今中试装置下的吨级。
如果当初马延和不曾提出人造淀粉的设想,或者被旁人的泄气话所挫伤,亦或是研究人员们没有坚持下去,我们又怎么会见到人造淀粉这一颠覆性的发明。
尽管现在的人造淀粉还存在着不少的缺陷,但是我们有理由相信,在未来,人造淀粉必然会在食品生产行业占据一席之地。
甚至有望令我国的粮食制造和食品产业,得到更进一步的迭代和升级。
写在最后
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。
在这里真诚地对我国的科研人员报以最崇高的敬意,正是他们的不懈探索,才让中国有了如今的成就,才为百姓创造了越来越多的福利。
人工合成淀粉的立意初衷,不正是为了解决粮食短缺吗?科学建立在人文关怀上,这正是中国的民族情怀。