说到“喝西北风”，

在中国传统文化中是道家所宣扬的一种境界，

即不食人间烟火，只靠呼吸空气生存。

现在经常用来自我调侃没有东西吃，空着肚子过日子。

但现在听说空气真的能吃了？

就在小艾还以为是天方夜谭的时候，

中国科学家们用实实在在的科研成果，

让世人知道了什么叫做

让梦想照进现实！！！

9月23日，中国科学院以新闻发布会的形式宣布，经过多年研究攻关，我国在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，国际上首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。

二氧化碳人工合成淀粉被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术，这一成果已于9月24日在国际学术期刊《科学》发表。

该消息一出，立马冲上知乎热度第一名，微博上也炸了锅。

网友们纷纷表示称赞

还有网友发问：是不是以后真的可以“喝西北风”啦？

那么，这项引发人们热议的重大突破，“含金量”究竟如何呢？

众所周知，淀粉是粮食最主要的成分，也是一种重要的工业原料。自然界的淀粉合成依赖植物光合作用，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控。而在此项研究中，科研人员用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径。

这一突破得到德、美、日该领域一批国际知名专家的高度评价。

这项技术的难点在哪里？

这项研究的关键，在于设计了一条全新的人工合成路线。只需要11步核心生化反应，就可以完成从二氧化碳到淀粉的转化。

反应路线的设计从理论计算开始，研究者以甲酸（或甲醇）作为起始反应物，通过计算机分析起草了可能的反应路线。看似简单，但此后的调试和优化才是真正困难的部分。因为即使是理论上可行的反应路径，在现实中也常会遇到许多不可预料的问题（例如不同催化酶的难以适配），导致实验失败。

为了解决这些问题，科研人员将整个淀粉转化的过程拆分成四个模块，并将这些模块逐一进行优化。他们在31种生物体的62个催化酶里筛选出了10种，去参与11种最优转化反应，使得每一步都最有效、最高产。这就是人工淀粉合成路径的1.0版本。

在后续研究中，科研人员又对初始版本进行了改进，利用各种工程修饰的酶提升反应的转化率，由此得到了2.0版本的反应路径。

马延和团队设计的淀粉合成路径

此后，他们又在反应路径的前面加上了关键步骤：让“主角”二氧化碳与氢气结合变成甲醇。这样一来，就实现了从二氧化碳转化到淀粉的全过程。这一步反应使用了氧化锌-氧化锆的无机催化剂，在高温高压的环境下进行。加上这一步骤，并改进了底物竞争等一些问题，就形成了反应路径的3.0版本。

最后，通过更换路径中的部分反应酶，科研人员还可以可控地产出直链淀粉或者支链淀粉，而这也是他们目前的最新版本（ASAP 3.1）。

经对比，最终版本产率比1.0版本提升了将近一百倍。同时，人工合成淀粉的速率是自然淀粉合成速率的8.5倍。在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。

这一科研成果的意义和价值是什么？

淀粉是“粥饭”中最主要的碳水化合物，是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，也是重要的工业原料。全球以淀粉为原料的产品大约有3万多种，找到更廉价、更大量的替代淀粉非常重要。

目前，我国耕地面积为150多万平方千米，仅占国土面积的不到五分之一。如果人工合成淀粉能够进入实际应用阶段，不仅可以节约大量的耕地和淡水资源，还能避免农药、化肥等对环境的负面影响，推动形成可持续的生物基社会，提高人类粮食安全水平。为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供一种新思路。

那么，这是否意味着我们可以不用高度依赖农耕，直接以工业化手段制造粮食和工业原料呢？

其实不然，虽然人工合成淀粉这一路径已经打通，但是目前仅在实验室生产了少量的淀粉样品，要真正实现人工合成淀粉的工业化，还面临很多挑战。而这，需要更多的科研人员及后继者们来投身其中，实现再度突破了。