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一氧化碳也能变废为宝?有了这项技术,废气秒变优质蛋白质
最近,你被这条消息刷屏过吗?
消息不长,但信息量很大——22秒,能让一氧化碳一步变成蛋白质,且获得率高达85%。最重要的是,这项技术已形成万吨级的工业生产能力。也就是说,它已经可以应用了。
对一般人来说,一氧化碳和蛋白质怎么看都不搭边。
用22秒就能完成这一转变,究竟是不是“无中生有”?
22秒,一口气到蛋白质
一氧化碳,公认的有害气体。
蛋白质,生物体内一切细胞、组织的重要组成部分。
这看似“一正一邪”的两种物质,却被中国农业科学院的研究团队用一种物质连接到一起。这种物质,就是在“一氧化碳合成蛋白质”中起关键作用的乙醇梭菌。
乙醇梭菌并不是什么新鲜玩意。
1994年,科学家从兔子的粪便中分离出了这种物质。此后,在乙酸梭菌中加入一氧化碳进行液态发酵,以此来制备乙醇梭菌蛋白,就成了生物饲料原料的常用方法之一。
天然合成蛋白质,是一个非常缓慢且低效的过程。
这个过程必须在植物体内或具有固氮功能的特定微生物体内才能进行。它们会让光合作用下生成的糖类物质进行一个非常复杂的生物转换与酶促反应,这个反应会形成蛋白质的重要组成部分——氨基酸。有了这个,再经过进一步的合成、转化,才能得到我们想要的蛋白质。
但这次我国科学家的成果,却能让这个过程所需的时间,大大缩短。
通常来说,用这种方法制备蛋白质,最主要的原料只有三种:一氧化碳、乙醇梭菌、氨水。其中,乙醇梭菌承担着“发酵”的重任。而发酵过程中,一氧化碳和氨水则会经过氧化反应形成蛋白质的重要组成部分——氨基酸。通过对这个液态发酵液的进一步培养、离心和干燥,就能获得结构简单的乙醇梭菌蛋白。
经过中国农业科学院研究团队的优化,目前,这个过程已经被缩短到22秒,且获得率高达85%。
工业化蛋白质生产,意义在这里
除合成时间和获得率之外,这一次,同样赚足眼球的,还有这项技术万吨级的生产能力。
而这项能力,恰恰是解决我国粮食安全的关键点。
粮食安全很大程度在于饲料粮安全——这个说法产生的背景,是我们逐年增长的大豆进口量。
为支撑我国规模庞大的养殖业,我国的饲料年产量已经超过2亿吨,跃居世界首位。但在这个数字背后,却是优质蛋白源极度缺乏、必须依赖大量进口的现实。
有数据统计,2020年,我国的大豆进口量已经超过1亿吨。这1亿吨中,有8800万吨都用作了饲料消费。占整体进口总量的85%。
这代表着:一旦我国的大豆进口受限,“饲料争粮”的情况,就会越来越严重。
那么,怎么才能从根源上解决这个潜在危机?答案很明显:工业化蛋白质生产。这次的乙醇梭菌蛋白,就是工业化生产的典型代表。
其实早在2018年,我国《动物营养学报》就刊登过“乙醇梭菌蛋白替代豆粕对鱼类生长影响”的相关文章。相关机构也对乙醇梭菌蛋白进行过相关评定,评定结果证明,乙醇梭菌蛋白在营养价值和口感上,都能满足饲用蛋白的需要。
乙醇梭菌蛋白
同时,用这种方式合成蛋白质,还能达到一定的节能减排效果。项目团队对整个环节的所有碳利用率进行过计算,结果显示,50万吨的乙醇梭菌蛋白产量相当于138万吨大豆,1500万吨玉米。按照这个数字计算,整个生产过程一共可以减排1250万吨二氧化碳。
这项技术想走的路,就是这么不寻常。
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