纤维素全碳途径合成淀粉，转化效率提高至93.3%

天津消息，11月23日——中国科学院天津工业生物技术研究所宣布，其体外合成生物学中心和低碳合成工程生物学全国重点实验室张以恒研究员团队，在将纤维素转化为淀粉的技术领域，取得了新的突破。团队通过对合成工艺进行创新重构，实现了纤维素碳素的完整利用，用于合成淀粉。相关成果已发表于《科学评论》杂志。

过去，科学家们采用“部分水解纤维素—纤维二糖磷解—聚合葡萄糖生成淀粉”多酶级联方法，利用体外转化技术将纤维素部分转化为淀粉。然而，这种方法受到路径限制，理论产率仅能达到一半（50%），并且还依赖于微生物发酵辅助，导致实际产率偏低，难以满足大规模生产的需求。

张以恒介绍说：“我们重塑了能量循环方式，利用葡萄糖的回收与活化再利用，理论上将淀粉合成效率从50%提升到了100%，有效突破了碳损耗的技术瓶颈。”与此同时，团队在酶的稳定性上取得进展，通过系统筛选耐高温新型酶，将反应温度提高至50摄氏度，这不仅使催化活性和反应速度显著增强，也显著减少了每单位产品对酶的需求，在工业化生产中意义重大。此外，团队优化了集成系统，通过多因素协同调节，将纤维素实际转化为淀粉的效率提升至93.3%。

值得注意的是，新技术合成的淀粉为高度纯净的直链淀粉，聚合度和分子量分布具有极高的可控性，其结构均一性超过了天然淀粉，展示了在食品、医药、材料等领域的独特应用前景。目前，该技术已率先应用于手性分离材料，有效分离沙利度胺等手性药物分子，成功打破了手性填料领域的关键技术障碍。