馒头越嚼越甜与什么有关系 馒头为什么越嚼越甜

合成淀粉获得诺贝尔奖需要两个条件 。这两天有一条铺天盖地的科技新闻:中科院天津工业生物技术研究所联合大连化工学院在著名期刊《科学》上发表论文 , 公布了一项重大科研成果,即在实验室中以二氧化碳和氢气为原料合成了淀粉 , 也有人通俗地把这项成果称为“空气变馒头” 。(馒头其实是面粉做的,但是面粉中也含有大量的淀粉 。一个比喻不必当真 。)
很多人问我:这个成果值得拿诺贝尔奖吗?我今天试着回答一下 。愚见仅供参考 。
先说我的回答:还是不好说 。
我承认,这个答案有点像50%概率的降雨,听起来很扯淡 。其实不是废话 。你需要听我详细解释 。
从历史经验来看,获得诺贝尔化学奖的成果一般需要满足两个特征:
它是从 0 到 1 的重大科学突破;它对人类的生活产生了重大影响 。即这项科研成果必须要有一定规模的应用 。
基于这两个标准,我们来考察一下合成淀粉获得诺贝尔奖的可能性 。
这项技术是从 0 到 1 的突破吗?
我也这么认为
虽然淀粉是生活中最常见的物质之一,是人类不可或缺的,但只有植物才能高效地将二氧化碳转化为淀粉 。这是它们天生的本事,其他生物,无论是动物还是真菌,都不行 。
从二氧化碳到淀粉的合成过程非常复杂 。要做到这一点 , 植物需要经历60个代谢过程 , 其中涉及的生化调控极其复杂 。经过光合作用、卡尔文循环、碳碳缩合、聚合等 。 , 我估计除了光合作用,大部分人都听说过这些名词,可能是第一次听说 。
一直以来,虽然无数科学家试图实现人工合成,但一直没有突破 。所以从科研的角度来说,这绝对是0的突破 , 和第一个合成肥料,第一个合成蛋白质,第一个成功的细胞克隆差不多一个水平 。
而且这个突破不仅仅是做植物长期以来做的事情,而且要做的比植物更好 。
以淀粉生产效率高的玉米为例 。玉米将二氧化碳转化为淀粉的能量转化效率只有2%,而这种合成淀粉技术理论上可以将效率提高到7% 。也就是说,种植玉米从播种到收获大约需要2-4个月 , 而合成淀粉只需要1-2天 。众所周知 , 种植玉米需要大量的土地,而且取决于天气 。太冷、太热、干旱、虫害都会造成减产甚至绝收,而人工合成没有这些烦恼 。我们可以在工厂里一天24小时连续生产 。根据论文发表的数据,只需要一立方米的生物反应器,就可以达到五亩玉米地同样的产量 。
是否有可能大规模应用?
许多媒体在报道这一消息时,普遍提到:有了这项技术,人类将不再需要耕种,而只需要建造像化肥厂一样的粮食生产厂 。原料是二氧化碳和氢气 , 或者是水,很容易电解成氢气和氧气 。这两种原料极其丰富,不仅在地球上 , 在火星上也是如此 。只要有源源不断的能量,我们就能生产出源源不断的馒头 。这个未来的场景真的很奇妙 。
这种想象本身没有错,理论上也是如此,但这种未来图景是否真的能在二三十年内到来,则是另一个问题 。这个问题远比很多人想象的复杂 。为了说明这个问题,我们可以看看历史上两个类似的案例 。
【馒头越嚼越甜与什么有关系 馒头为什么越嚼越甜】人类第一次人工合成蛋白质的壮举也是在1965年由中国科学家完成的 , 即人工合成牛胰岛素,这也是从0到1的重大突破 。当时很多人认为,未来可以用工厂生产各种蛋白质 。然而,半个多世纪过去了,现在对于那个时代来说,已经足以算是“未来”了 。现在的情况是,不仅供人食用的蛋白质不是合成的 , 就连胰岛素也没有走上合成的道路 。而是利用基因工程和微生物大量制造 。换句话说,当时想象的未来图景并没有真正实现 。这个例子可以视为反例 。
让我们看另一个正面的例子 。它是合成肥料,更准确地说是合成氨气体 。我们都知道种植植物的时候浇粪水会让植物长得更旺盛 。我记得当我还是个3岁的孩子时,我就已经知道粪便是肥料 。粪便植物生长旺盛的关键原因是其中含有的氨气,其实是氮和氢的化合物 。
照片:弗里茨·哈伯
1903年 , 德国化学家弗里茨·哈伯首次合成了氨气 。然而 , 哈伯方法的合成效率极低 。普遍认为没有实际生产价值,连哈伯本人都不看好 。但是从0到1的突破之后,没想到技术发展极快 。仅仅过了10年,世界上第一个氨厂投产,每天能产3 ~ 5吨氨,相当于多少吨粪便我不管 。后面的故事就不用说了 。一般认为,地球人口爆炸式增长一半是化肥造成的,另一半是抗生素 。哈伯还获得了1918年的诺贝尔化学奖 。

推荐阅读