9月7日，来自中国科学院天津工业生物所实验室，该所功能糖与天然活性物质团队（以下简称功能糖团队）成员正在忙着做实验。
回忆到2021年9月24日，国际学术期刊《科学》报道了该所科研人员在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成。以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕，真实地发生在天津工业生物所的实验室里。
就在这间实验室，他们将高浓度二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配，在化学催化剂和酶催化剂的作用下，得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4种己糖。整套实验反应时长约17小时。
很难想象，千百年来，人类通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式，已经被实验室中这几位年轻人颠覆。功能糖团队负责人、天津工业生物所研究员孙媛霞，带领5名二三十岁的青年科研人员，经过2年的探索，改变了糖自然合成途径，实现二氧化碳到糖的精准全合成，让糖的获取时长从“年”缩短到“小时”。该研究成果今年8月在线发表于国内刊物《科学通报》。
“将二氧化碳转化为葡萄糖，需要1个化学催化剂和7个酶元件。改造催化剂之外，我们还需要对7个酶元件进行工程化设计。”杨建刚说，团队成员共筛选出100多个酶元件，从上千种组合适配的测试中，他们找出了“最棒的7个”。
每天，他们都会对实验结果进行反复讨论，找到突破点，而后进行改进，再进行下一次实验。
在经过一年半的时间、百余次的尝试后，他们终于从上千个催化剂与组合中找到了最佳“候选者”。利用这些催化剂，二氧化碳合成糖的效率达到0.67克每升每小时，比其他已知技术路线提高10倍以上。葡萄糖的碳固定合成效率达到每毫克催化剂每分钟59.8纳摩尔碳，达到目前已知国内外人工制糖的最高水平。
“利用该模式所获得的糖可作为原料应用于食品、医药等领域。合成的葡萄糖等还可以作为工业生物制造关键原材料合成其他化学品，从而为负碳物质合成提供原料供给。”杨建刚表示，功能糖团队正在继续优化这个模式，争取早日将成果推向产业化。
