馒头越嚼越甜与什么有关系 馒头为什么越嚼越甜( 二 )


人类第一次人工合成蛋白质的壮举也是中国科学家在 1965 年完成的,即人工合成牛胰岛素,这也是从 0 到 1 的重大突破 。当时也有很多人认为,未来世界可以用工厂生产出各种各样的蛋白质 。但是,半个多世纪过去了,现在对于当时来说,已经足可以算得上“未来”了 。现在的情况是,不仅供人类食用的蛋白质不是人工合成的,就连胰岛素也没有走向人工合成的这条道路,而是利用基因工程,用微生物来大量制造 。换句话说,当时畅想的未来图景,并没有真的实现 。这个例子可以算是一个反例 。
我们再来看一个正面例子 。就是人工合成化肥,更准确点说就是人工合成氨气 。我们都知道,在种植物的时候浇上粪便,会让植物生长得更旺盛 。我记得我还是 3 岁小孩时,就已经知道粪便是肥料了 。粪便让植物生长旺盛的关键原因是里面含有的氨气,氨气实际上就是氮元素和氢元素的化合物 。

馒头越嚼越甜与什么有关系 馒头为什么越嚼越甜

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图:弗里茨·哈伯
1903 年,德国化学家弗里茨·哈伯首次人工合成了氨气 。但哈伯的方法合成效率极低,人们普遍认为没有什么实际的生产价值,连哈伯自己都不看好 。但是,从 0 到 1 的突破后,没想到技术发展的速度极快,仅仅过了 10 年,世界上第一个生产氨气的工厂就投产了,每天可以生产 3 ~ 5 吨的氨气,相当于多少吨粪便我就不算了 。后面的故事不用多说了 。普遍认为,地球人口的爆炸式增长,化肥贡献了一半原因,而另一半是抗生素 。哈伯也获得了 1918 年的诺贝尔化学奖 。
大规模应用的阻碍在哪?
讲到这里问题来了:人工合成淀粉,是会更像人工合成蛋白质一样呢,还是会更像人工合成化肥呢?
这个问题我只负责给大家提供一些关键信息,结论还得你自己判断 。
判断一项技术最终能不能走向量产,成本是最关键的因素之一 。
这次人工合成淀粉的关键路径是这样的:先用二氧化碳和氢气合成出甲醛,然后再用 10 种催化酶将甲醛通过 11 步复杂的催化反应,最终合成出淀粉 。
植物生产淀粉基本上只需要二氧化碳和水就可以了,这次人工合成需要氢气 。氢气在自然界中基本不存在,得到氢气需要额外的成本,但这个成本不算太高 。但那三种酶的成本就不低了 。
我简单解释一下什么是酶:酶也是一种蛋白质,它们是生物体能含有的一种生物催化剂 。比如说,我们的口水中就含有大量的酶,它可以促进食物在我们的嘴里进行化学反应,这也是为什么你咀嚼馒头会越嚼越甜的原因 。淀粉在口水中的酶的作用下,转化成了糖 。
这次人工合成淀粉用到了 10 种不同的酶 。据我查到的信息,这些酶首先是从各种生物中提取出来,然后再经过人为的改造,整个技术的亮点或者说难点就在于这 10 种酶的提取改造上 。这个过程极其复杂,成本也极高 。现在的实验室技术肯定还不适合量产,跟种玉米比起来,那成本肯定是高得吓人 。
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我从视频中看到,实验人员展示的合成淀粉只有一小撮,根本不够做一根粉条的,研究人员通过核磁共振成像的方式判断出它们和真实的淀粉的分子结构完全一样 。但采访人员问他们有没有试着做一个“馒头”吃吃看呢?研究人员表示舍不得 。可见,合成出这点淀粉,代价和成本肯定是相当高的 。
不过,任何一项技术都有一个从实验室到工厂的过程,有可能会发展的很快,也有可能一直找不到降低成本的方法,或者其他可替代技术快速发展起来,比如转基因技术,实现了用微生物更方便高效地生产淀粉,现在我所得到的信息还不足以让我做出判断 。