我国首次实现从一氧化碳到蛋白质合成,并形成万吨级工业产能

2021
11/02

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生物世界
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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,同时对促进国家“双碳”目标实现深具意义。 

项目首席科学家、中国农科院饲料所研究员薛敏博士介绍,蛋白质的天然合成通常要在植物或植物体内具有固氮功能的特定微生物体内,由自然光合作用形成碳水化合物的糖类,再经过三羧酸循环途径多个复杂的生物转换与酶促反应,形成蛋白质合成需要的氨基酸,进而合成为蛋白质。其中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。

她强调,在人工条件下,利用天然存在的一氧化碳氮源(氨)大规模生物合成蛋白质,则不受此限,故长期以来被国际学术界认为是影响人类文明发展和对生命现象认知的革命性前沿科学技术。

中国农科院饲料所北京首朗生物技术有限公司经多年联合攻关,突破了乙醇梭菌蛋白核心关键技术,大幅度提高反应速度(22秒合成)创造了工业化条件下一步生物合成蛋白质收率最高85%的世界纪录

乙醇梭菌蛋白生产工艺流程 
该项研究以含一氧化碳二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料, “无中生有”制造新型饲料蛋白资源乙醇梭菌蛋白,将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳,实现了从0 到1的自主创新,具有完全自主知识产权
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)
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。
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关键词:
饲料,蛋白质,乙醇,合成,最大

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