9月7日，來自中國科學院天津工業生物所實驗室，該所功能糖與天然活性物質團隊（以下簡稱功能糖團隊）成員正在忙著做實驗。
回憶到2021年9月24日，國際學術期刊《科學》報道了該所科研人員在國際上首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。以二氧化碳為原料，不依賴植物光合作用，直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕，真實地發生在天津工業生物所的實驗室里。
就在這間實驗室，他們將高濃度二氧化碳等原料在反應溶液中按一定比例調配，在化學催化劑和酶催化劑的作用下，得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4種己糖。整套實驗反應時長約17小時。
很難想象，千百年來，人類通過種植甘蔗等農作物提取糖分的傳統方式，已經被實驗室中這幾位年輕人顛覆。功能糖團隊負責人、天津工業生物所研究員孫媛霞，帶領5名二三十歲的青年科研人員，經過2年的探索，改變了糖自然合成途徑，實現二氧化碳到糖的精準全合成，讓糖的獲取時長從“年”縮短到“小時”。該研究成果今年8月在線發表于國內刊物《科學通報》。
“將二氧化碳轉化為葡萄糖，需要1個化學催化劑和7個酶元件。改造催化劑之外，我們還需要對7個酶元件進行工程化設計?！睏罱▌傉f，團隊成員共篩選出100多個酶元件，從上千種組合適配的測試中，他們找出了“最棒的7個”。
每天，他們都會對實驗結果進行反復討論，找到突破點，而后進行改進，再進行下一次實驗。
在經過一年半的時間、百余次的嘗試后，他們終于從上千個催化劑與組合中找到了最佳“候選者”。利用這些催化劑，二氧化碳合成糖的效率達到0.67克每升每小時，比其他已知技術路線提高10倍以上。葡萄糖的碳固定合成效率達到每毫克催化劑每分鐘59.8納摩爾碳，達到目前已知國內外人工制糖的最高水平。
“利用該模式所獲得的糖可作為原料應用于食品、醫藥等領域。合成的葡萄糖等還可以作為工業生物制造關鍵原材料合成其他化學品，從而為負碳物質合成提供原料供給?！睏罱▌偙硎?，功能糖團隊正在繼續優化這個模式，爭取早日將成果推向產業化。
