数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。

广为流传的一个说法“人类文明无论发展到什么高度，都无法靠着科技能力来创造出一粒米”

现在，人类距离这个目标或许越来越近了，近日根据媒体报道，中科院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物所”）马延和团队利用二氧化碳在实验室成功实现淀粉的合成，这是继上个世纪60年代人工合成结晶牛胰岛素后的再一次重大突破。

这项实验由中科院天津工业生物所的科学团队主导完成，相关研究成果在9月24日发表在国际知名期刊《科学》杂志上，官方对此评价是“颠覆性、原创性突破，也是国际上首次在实验室里实现从二氧化碳到淀粉的合成过程。”

淀粉是一种多糖，也就是高分子碳水化合物，在自然界中很多高等植物的根茎叶以及果实中都富含淀粉，这也是地球上很多动物的能量来源。淀粉是由葡萄糖分子连接形成的多糖。

在自然界中淀粉的自然产生必须要有细胞的参与，经过光合作用在复杂的过程中最终二氧化碳变成淀粉，从而完成地球上的能量金字塔基层能量积累。但是这个过程需要叶绿体的参与，这也是植物细胞特有的细胞器，动物是无法完成这个过程的。

而此次中国科学家实现的就是在实验室了人工合成淀粉，不需要光合作用的过程，借用催化剂把二氧化碳还原成甲醇，再把甲醇聚合成三碳形式，继续聚合实现六碳，最终淀粉就形成了，实验室合成的淀粉和自然产生的淀粉十分相似。

当然，如果人工合成淀粉的过程要更复杂，效率要很低，甚至需要的能量要更多，那是完全没有意义的。但此次实验室从二氧化碳到淀粉的人工合成过程效率还是比较高的，从理论上来讲1立方米的工业生产反应器年产淀粉量会是5亩玉米地的年产淀粉量，其合成效率至少可以达到10%以上(重点)。这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗。

如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。

不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。

然而这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。

当英国化学家桑格1955年完成了胰岛素的全部测序工作，并于1958年获诺贝尔化学奖时，《自然》杂志刊文指出：“合成胰岛素将是遥远的事情”。

然而，让他们没有想到的是，1965年9月在就被中国科学家人工合成了牛胰岛素，并形成产业化。二氧化碳转化为淀粉，也值得全人类期待。

二氧化碳合成淀粉如果产业化，其在全球变暖，绿色发展的大背景下，不但保护了地球环境恶化，还实现了真正意义上的变废为宝，绝对算得上是史诗级的黑科技。

并且吹响了人类文明迈向新纪元的号角！

生物酶催化剂是成功构建人工淀粉的关键所在。天津工业生物所科研团队通过尝试 31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂，构建出只有 11 步反应的人工淀粉合成途径，与自然界淀粉合成需要的 60 多个步骤相比，显著降低了合成的复杂度。并且突破了天然淀粉合成时空效率不高的限制。人工途径中，来源于不同物种的生物酶、催化剂间存在难以适配的问题。

酶制剂可以说是是工业生物技术领域的“芯片”。

上市公司中酶制剂领域主要有两家

一、溢多利(300381）：主要产品包括，免疫和呼吸系统用药原料药、生殖保健系统用药原料药、生殖保健系统用药制剂等生物医药产品；饲料用酶、能源用酶、医药用酶、食品用酶、造纸用酶、纺织用酶、环保用酶等生物酶制剂产品；动物用药和其它功能性绿色饲料添加剂等产品。(酶制剂为国外采购）

二、蔚蓝生物（603739）在食品酶催化技术和植物基发酵技术上已有多年的科研积累，在细分领域打破国际垄断。公司核心技术人员出身于中国科学院天津工业生物技术研究所，与天津工业生物所有长期技术合作。

2021年7月，蔚蓝生物子公司成功入选国家工信部公示第三批专精特新“小巨人”企业名单。
　　
值得注意的是，公司主打产品酶制剂在生态保护方面同样具有重要意义，经公司测算，今年上半年，公司销售的酶制剂产品在下游客户应用中，累计减少二氧化碳排放量约97万吨。
　　
在科技含量更高的生物科技领域，国外先发优势更为明显。蔚蓝生物这家年轻的公司，通过十余年的积累，与全球知名企业频频合作，吸引众多顶尖人才加盟，现在，具备了与全球知名企业掰手腕的实力。
　　
酶制剂是工业生物技术领域的“芯片”

而表达系统就是制造芯片的“光刻机”，构建表达系统是微生物生产菌株开发的核心，是产品由实验室走向大规模生产的关键。
　　
当前，能够自己研发酶制剂表达系统的，目前国内没有几家，像溢多利就是从国外购买的。蔚蓝生物通过持续大规模的研发投入，已构建了里氏木霉、毕赤酵母、黑曲霉、芽孢杆菌等四大高效蛋白质表达系统及对应的规模化发酵体系。
　　
蔚蓝生物公司在深化饲料酶优势的同时，加强在工业、食品、能源、及生物催化等领域的拓展，不断开发新产品，在部分领域打破了国外垄断。

蔚蓝生物和天津工业生物所渊源颇深。猜测其参与到该项史诗级工程研究也是情理之中。

而且酶制剂行业也会受到全球越来越强烈的关注。