中国农业科学院饲料研究所10月30日宣布，我国在一碳生物合成领域取得重大突破性进展：全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成，并已形成万吨级工业产能。这一举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，为弥补我国农业最大短板——饲用蛋白对外依存度过高提供了国之利器，也有望成为实现温室气体零排放和工业流程绿色再造的国之重器。
据了解，乙醇梭菌蛋白是以分离于兔子肠道的乙醇梭菌为发酵菌种，以含一氧化碳、二氧化碳的钢铁厂、铁合金厂、电石厂尾气和氨水为主要原料，进行液态发酵培养、离心、干燥而获得的新型单细胞蛋白。乙醇梭菌蛋白结构简单，以蛋白质、肽聚糖、微量元素及少量的代谢产物乙酸为主。
乙醇梭菌蛋白生产工艺流程（图片由中国农科院饲料所提供）
在自然界，起始蛋白质的天然合成一般要在植物或者植物体内具有固氮功能的特定微生物体内，在自然光合作用下经过三羧酸循环途径多个环节复杂的生物转换与酶促反应形成蛋白质，涉及复杂的遗传表达、生化合成、生理调控等生命过程，反应缓慢、物质和能量的转化效率较低，最终积累的蛋白质含量低。
项目首席科学家、中国农科院饲料所研究员薛敏博士表示，在人工条件下，利用天然存在的一氧化碳和氮源（氨）大规模生物合成蛋白质不受限制，故该合成技术长期以来被国际学术界认为是影响人类 明发展和对生命现象认知的革命性前沿科学技术。
“该项研究实现了从0到1的自主创新，具有完全自主知识产权。”北京首钢朗泽新能源科技有限公司副总裁晁伟博士介绍。
据介绍，该项研究突破了自然光合固碳、固氮系统利用太阳能、反应速度缓慢的局限，突破了天然蛋白质植物合成的时空限制，在国际上首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成，创造了22秒工业化一步生物合成蛋白质获得率最高85%的世界奇迹，并已形成万吨级的工业生产能力。
“将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳，制造新型饲料蛋白资源乙醇梭菌蛋白，不与人争粮、不与粮争地，对确保我国粮食安全、经济安全和绿色可持续发展具有重大意义。”中国农业科学院饲料研究所所长、国家中药材产业技术体系岗位科学家戴小枫表示。
他说，“如果能在我国所有的钢铁企业、煤电厂、石化企业和煤炭加工厂应用，将是一场人类对碳循环、碳利用、碳捕集有效促进的碳革命，经济、社会和生态效益十分显著，战略意义重大。”
据悉，近年来我国大豆进口最高年份已超过1亿吨。进口大豆除制备食用油外，最大用途就是满足“史上、世上”最大规模养殖业饲用蛋白质需求。饲用蛋白原料对外依存度长期保持在80%以上，既成为我国农业的最大短板，亦是严重影响国家粮食安全和经济安全的风险所在。
以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白（蛋白含量83%）计，相当于2800万吨进口大豆（蛋白含量30%）当量，“不与人争粮、不与粮争地”，开辟了一条低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白质的新途径，可减排二氧化碳2.5亿吨，节省耕地10亿亩（以平均亩产大豆300斤计），该项研究影响可见一斑。
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