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主题:【商榷】实现从一氧化碳到蛋白质的合成 -- 木头000

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  • 家园 【商榷】实现从一氧化碳到蛋白质的合成

    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.\

    上次二氧化碳合成淀粉,已经是放卫星。。。,这次的发布九更加惊人。。。这到底是,真的还是假的啊?。。大家说说。。。,无法判断??????

    • 家园 合成没问题,主要看经济上是否划算
    • 家园 一氧化碳从哪里来的

      一氧化碳是碳作为燃料未能充分氧化(燃烧)的结果,对哺乳动物有毒的。

      碳作为燃料的氧化产物是二氧化碳。自然界中的一氧化碳是工业废气的一种,数量极少。且易于被氧化成二氧化碳。

      工业制备一氧化碳是可行的。关键是最终产品的成本,包括能量消耗。

      如果考虑蛋白质的工业化生产,开发以植物纤维素为基础的真菌可能效果更好。既能变废为宝,能量消耗少,成本也低廉。

      • 家园 纤维素非常稳定,利用的希望不大

        高中化学里,反应速度的单位一般是每秒多少多少摩尔,摩尔就是6X10^23个,非常大的一个数字。

        而纤维素酶解反应的速度是每秒多少多少个,可以想见这是多么慢的速度,这还是多少亿年进化的结果。。。

        其实想想也是,自然界中木头烂得很慢很慢。。。

      • 家园 从这个新闻中看,来源是炼钢的工业废气和工业煤气

        《首钢总公司与朗泽科技公司及首钢唐明奥克兰公司工业煤气发酵制乙醇项目系列协议》。

          2012年4月,全国政协主席贾庆林访新期间,双方签署《商务部投资促进局与新西兰贸易发展局双向投资促进合作安排》和《首钢集团、新西兰朗泽技术公司及新西兰唐明集团首个年产10万吨乙醇商业化工厂合作框架协议》。

    • 家园 查了一下新闻,是菌种发酵得来的。

      不知道效率如何。

      https://m.baidu.com/sf_baijiahao/s?id=1715128894940188356&wfr=spider&for=pc&sa=vs_ob_realtime

      2021年10月30日,中国农业科学院饲料所和北京首钢朗泽新能源科技有限公司共同发布:经过多年研究攻关,我国在一碳生物合成方面取得重大突破性进展,国际上首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,并已经形成万吨级的工业生产能力。

      “85%”的世界奇迹

      中国农业科学院饲料所与北京首钢朗泽新能源科技有限公司强强联合。据介绍,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,在自然光合作用下形成碳水化合物的糖类,再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,形成蛋白质合成需要的必须氨基酸,进而合成为蛋白质,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。

      北京首钢朗泽新能源科技有限公司副总裁晁伟博士介绍:

      通过六年多的研究攻关,首钢朗泽突破了乙醇梭菌蛋白制备核心关键技术,实现了一碳气体一步生物合成蛋白质收率最高85%的重大成果并成功实现工业化应用,与中国农业科学院饲料研究所合作开展乙醇梭菌蛋白效价评定,共同在国家重点研发计划——蓝色粮仓项目框架内推广该产品在饲料行业中的应用。

      而突破乙醇梭菌蛋白生产的核心关键技术后,也突破了天然蛋白质植物合成的时空限制,开辟了工业化生产优质蛋白质的新纪元。

      “乙醇梭菌蛋白”是什么?

      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CO、CO2的钢厂、铁厂、电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。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,实现了从0 到1的自主创新,具有完全自主知识产权。

      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。

      中国农业科学院饲料研究所薛敏介绍:

      乙醇梭菌相比传统的植物种植生产蛋白质原料效率高70万倍,乙醇梭菌蛋白具有很高的营养价值,蛋白质含量高达80%以上,氨基酸结构平衡,易于消化;同时具有优异的饲料蛋白质原料加工特性,富含核苷酸等功能性物质,利于改善饲料品质,研究结果表明其是一类可广泛应用的优质饲料蛋白源。

      农业农村部畜牧兽医局饲料饲草处处长黄庆生:

      乙醇梭菌蛋白的应用与类别划分和饲料行业常用的酵母蛋白一致,已于2021年8月获得饲料和饲料添加剂新产品证书(新饲证字(2021)01号)。

      作为世界饲料生产和消费第一大国,近年来我国大豆进口最高年份已超过1亿吨。其中,饲用蛋白原料对外依存度长期保持在80%以上。

      而乙醇梭菌蛋白将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳,颠覆了传统天然蛋白质生产的模式。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,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。

      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:

      从零到一

      从无到有

      科技正在改变我们的生活

      让我们一起期待

      充满无限可能的未来

      • 家园 本河大牛陈王多次提到过单细胞蛋白质

        这项技术似乎很早就存在了,一直在发展,最近可能是山雨欲来,中国开始做最坏局面下的战争准备了。

        百度了一下:单细胞蛋白质

        从单细胞微生物中提取出的蛋白。由于微生物繁殖速度快,原料要求低(包括农林副产物及废料,食品加工后的废物、副产品,石油衍生原料,厌氧废物处理过程中产生的生物质副产品等),营养价值高(含有碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质等多种营养成分),是人类和动物获得蛋白质的手段之一。可制取蛋白质的微生物,包括含有叶绿素能进行光合作用的单细胞藻类和不能进行光合作用的微生物,如细菌等。按使用的微生物种类可分为:酵母蛋白、细菌蛋白、霉菌蛋白等。按所得产品用途,可分为饲料蛋白、食用蛋白。按利用的碳源种类,可分为石油蛋白、乙醇蛋白。可用于饲料工业和食品工业,作为补充蛋白质的配料。利用其功能性质,还可用于制乳化剂、分散剂、起泡剂或作组织蛋白,用于仿肉制品等。

        当今国际市场上,出现了一种新食品。它们的样子很像鸡、鱼或猪肉,但却不是农家饲养的畜亲禽制品,也不是耕种收获的五谷杂粮,而是用微生物生产的微生物蛋白质成品,有人称它为“人造肉”。

        蛋白质是生命活动的基础,一切有生命的地方都有蛋白质,微生物也不例外。不过到目前为止,能够担当生产微生物蛋白质的菌种还不多,主要是一些不会引起疾病的细菌、酵母和微型藻类。因为它们的结构非常简单,一个个体就是一个细胞,所以这样的蛋白又叫单细胞蛋白。

        在生产单细胞蛋白的工厂里,人们为微生物安排了最适宜居住的环境,这就是一个个大小不等的发酵罐,罐里存放着适合不同种类微生物“胃口”的食料,保证它们在这里能吃饱喝足,迅速繁殖。当发酵罐里的繁殖到足够数量时,便可收集起来加工利用了。

        单细胞蛋白具有很高的营养价值。它的蛋白质含量可达到40-80%,远远超过一般的动植物食品。而且单细胞蛋白质里氨基酸的种类比较齐全,有几种在一般食物里缺少的氨基酸,再单细胞蛋白里却大量存在。另外,还含有多种维生素,这也是一般食物所不及。正是由于单细胞蛋白具有这些突出的优点,人们用它加上相应的调味品做成鸡、鱼、猪肉的代替品,不仅外形相象,而且味道鲜美,营养也不亚于天然的鱼肉制品;用它掺和在饼干、饮料、奶制品中,则能提高这些产品的营养价值。在畜禽的饲料中,只要添加3-10%的单细胞蛋白,便能大大的提高饲料的营养价值和利用率。用来喂猪可增加瘦肉率;用来养鸡可多产蛋;用来饲养奶牛还可提高产奶量。在井冈霉素、肌苷、抗菌素等发酵它又可代替粮食原料。单细胞用途广泛,前程远大。

        概念

        用单细胞微生物发酵生产的蛋 白质称为单细胞蛋白质。

        优点

        ①单细胞蛋白质可以不受气候等外界条件的影响,能够工业化进行生产。

        ②微生物的生长速率远较动、植物快,并且能在发酵罐中进行,因而可以在短时间内,在有限的体积内生产出大量的菌体,如500kg的牛每24h只能合成0.5kg蛋白质,而500kh活菌体,在24h内,只要条件合适,能够生产出1250kg蛋白质。

        ③微生物菌体内含量较多的蛋白质和较多种类的氨基酸,有的还富含维生素。

        ④由于微生物培养是在工厂发酵罐中进行,因而可以节约土地面积。

        虽然单细胞蛋白质具有上述优点,但由于它的安全性和价格上的因素,难以大规模地发展。

        原料

        生产单细胞蛋白质的原料比较丰富,一般有以下4类:

        ①糖质原料,如亚硫酸盐、纸浆废液、糖蜜、淀粉或纤维素的水解液等。

        ②石油原料,如柴油、正烷烃和天然气等。

        ③石油化工产物,如醋酸、甲醇和乙醇等。

        ④氢气和碳酸气。

        微生物

        生产单细胞蛋白质的微生物种类很多,有酵母菌、细菌、霉菌和担子菌等。

        糖质原料:酵母属和假丝酵母属为主要生产菌。

        正烷烃:假丝酵母为最主要利用菌。

        甲烷:能利用甲烷作为唯一碳源的微生物,主要是细菌,如甲烷假单胞菌等。

        甲醇:主要以细菌为主,放线菌、酵母菌和霉菌次之。甲烷利用菌也为甲醇利用菌,但反之不一定。甲醇利用菌多数为革兰氏阴性细菌。

        乙醇:以酵母占多数,其次为细菌和霉菌。酵母菌中有假丝酵母属、酵母属等。

        醋酸:细菌中有短杆菌属等,酵母中有假丝酵母属等,霉菌中有曲霉属等。

        氢气和碳酸气:能以CO2为唯一碳源,氢气为唯一能源的细菌称为氢细菌。氢细菌在分类学上为氢单胞菌属。

        用途

        ①用作食品有些单细胞蛋白质,特别是用农产品培养生长的酵母菌菌体可用作食品(必要时要先经过处理)。

        ②用作饲料用单细胞蛋白质作为饲料,可以节约粮食,促进畜牧业发展。

        ③用作其他从单细胞蛋 白质中可提取许多有用之物,如辅酶A,细胞色素C和辅酶I等医药产品,如酵母浸出汁等生物试剂。

        中国放这个消息,大概是警告某些势力和国家:不要幻想用粮食做武器。

        通宝推:拿不准,桥上,
    • 家园 那原料估计有水和空气。

      不可能凭空生成氢和氮。

      关键在于万吨级工业产能。这么快能形成产能,感觉不像是新技术,或者是在放卫星。

      不知道有没有后续报道。

      • 家园 都不敢相信了,按道理,理工科吹牛逼是要闹大笑话!

        都不敢相信了,按道理,理工科吹牛逼是要闹大笑话!和上次二氧化碳合成淀粉?!,我不是活幻觉中?,这就是大跃进吹牛,也吹不出来啊。

        • 家园 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

          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😅我国首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成并形成万吨级工业产能在人工条件下,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,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。😅

          • 家园 这个比较靠谱,有应用价值

            发酵一步到位,碳源,氮源都很简单。动物义吃了转变一下,人就可以吃了。

            淀粉那个只有学术价值,他们也只做了甲醇到淀粉,二氧化碳到甲醇是大连以前做的。他们发消说二氧化碳到淀粉,太浮澡了,非科学家应为。二氧化碳到甲醇用到贵金属,实用难。而且以前是拿淀粉做甲醇的,反过来做有什么工业意义?

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